Електрически нагревател, нагревателен елемент (TEN) за отопление: видове и видове оборудване

Днес на пазара има голям брой електрически тръбни електрически нагреватели за отопление. Моделите се различават по външен вид, мощност, степен на защита на външната обвивка. Но принципът на тяхното действие не се е променил практически от средата на 20-ти век.

Вътре в тръбата, изработена от метал с добри топлопроводими характеристики, има жица (нихром), усукана в спирала и охлаждаща течност (периклаза). Към този елемент се прилага ток, проводникът се загрява.

Използва се като основен компонент в много домакински уреди:

• Шайба;
• Съдомиялна;
• бойлер;
• електрическа кана и много други.

Но днес нагревателните елементи за отоплителни системи са спечелили голяма популярност. Устройството се вкарва в радиатора, а основата с точката на свързване остава отвън.

Такава система дава на собственика редица възможности:

• Поддържане на комфортна температура по всяко време на годината. Това е особено удобно през есента преди началото на отоплителния сезон или през пролетта след изключване на централизираното отопление;
• Организиране на автономно отопление на вече завършена система централно отопление;
• Използвайте за аварийно отопление течности при аварии през студения период;
• Спестяване на пари за въздушно отопление поради високата ефективност.

Въпреки това, прякото конвекционно отопление също не е отменено, поради което нагревателната тръба се използва активно в конвектори, топлинни завеси или пистолети и т.н.

Предназначение на нагревателни нагревателни елементи

Електрическите нагревателни елементи са придобили популярност поради своята гъвкавост и висока ефективност. Цялата електрическа енергия, която консумират, се консумира по предназначение - за отопление на околното пространство.

Основните нагревателни устройства, където се използват нагревателни елементи, са:

1. Преносими и стационарни електрически нагреватели на масло.
2. Радиатори за водно отопление.
3. Отопляеми релси 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 по време на работа.

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

Обхват на приложение на нагревателните елементи

Възможно е да се използва нагревателен елемент за отоплителен радиатор (показан на снимката), когато се подреждат автономни нагреватели едновременно с централизирана отоплителна система, за да се осигури допълнително нагряване на охлаждащата течност.

Най-често решението за инсталиране на нагревателен елемент в батерията се взема от собствениците на имоти, ако отоплението в апартамент или къща е нестабилно или често е изключено. Това отоплително устройство е добра алтернатива за предотвратяване на охлаждането на сградата и размразяването на батериите.

Вътрешно разположение на електрически нагреватели

Удобно е да разгледате устройството на примера на тръбен модел. Електрическият нагревател е керамична или метална тръба, изпълнена с топлопроводник със спирала, разположена вътре. На мястото, където тръбата е фиксирана към фланеца, има изолационни втулки, които правят невъзможно проводящата спирала да се свърже с тялото на нагревателния елемент.

В повечето модели нагревателни елементи се използват подобни компоненти, но тяхната трайност може да се различава в зависимост от качеството на изработката

Електрическият нагревател е закрепен предимно с фланцова връзка, което прави възможно запечатването на вътрешната среда на нагревателя от външното пространство. Недостатъкът на този дизайн е невъзможността за подмяна на намотката, когато тя изгаря вътрешно.

Ребристи тръбни електрически нагреватели

Оребрените нагреватели също принадлежат към тръбния тип елементи, но те също имат ребра, които са разположени в равнини, перпендикулярни на оста на нагревателната тръба. Такива ребра са направени от метална лента и те са прикрепени към тръбата с помощта на шайби и затягащи гайки. Същото устройство е направено от неръждаема стомана или структурна стомана.

Този тип нагревателен елемент се използва в отоплителни устройства, които загряват въздух или газ. Те често се срещат в устройства като въздушни завеси или конвектори (прочетете: „Електрически конвектори за отопление: как да изберем - малки трикове“). Те се използват за отопление на помещения с помощта на топлинна въздушна маса.

Принципът на действие на нагревателните елементи

Нагревателният елемент работи съгласно следния принцип. Когато е свързан към мрежата, вътрешната намотка се нагрява и енергията се предава към топлопровода и външната обвивка. Впоследствие топлината се предава към околната течност, въздух или твърд материал.

При нагряване на нагревателен елемент, потопен в масло или вода, около тръбата се създават конвективни потоци, 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 експлоатация и поддръжка.

При нетечни нагреватели температурата на нагряване обикновено е ограничена, за да не се повредят околните части и да не възникне пожар.

За да ускорят преноса на топлина, те често използват вентилатор, който циркулира въздух както вътре в устройството, така и в околната стая.

Как да го използвам правилно?

В допълнение към баналното неспазване на инструкциите за експлоатация и правилата за безопасност, нагревателните елементи могат да се счупят поради:

• корозия на черупката;
• разкъсването му в резултат на прегряване;
• постоянни спадове в мрежовото напрежение;
• и просто общо разхерметизиране на тръбата.

За да може устройството да отоплява дома ви възможно най-дълго, трябва да следвате прости правила:

1. Когато свързвате проводниците, не трябва да бъдете твърде ревностни и ненужно да затягате гайките на контактите на изходните краища на нагревателния елемент - те могат да се спукат.
2. Устройството трябва да бъде свързано към мрежата само когато е във водата. В противен случай, като спуснете нагрятата спирала във вода, можете да получите доста силна експлозия.
3. Повърхността на нагревателната тръба трябва редовно да се обезмаслява. Всичко зависи от качеството на водата, но при постоянна работа е най-добре да я почиствате веднъж на тримесечие, като избягвате натрупването на котлен камък над 2 мм.
4. В случай на проблеми с качеството на захранването, трябва да свържете непрекъсваемо захранване или стабилизатор.
5. За охлаждащата течност е най-добре да излеете дестилирана вода в системата, процентът на примеси в нея е минимален. Те са причина за появата на котлен камък върху черупката на нагревателния елемент.
6. Използвайте устройства за остатъчен ток (RCD) - в случай на повреда на нагревателния елемент, той незабавно ще бъде изключен от мрежата.
7. Наложително е да се направи заземяване.

Важно е да се разбере. В никакъв случай не може да се монтира нагревателен елемент в отоплителния радиатор. Трябва да изберете специализирани модели в строго съответствие с необходимия диаметър.

Видове нагревателни елементи за отоплителни устройства

Простотата на направата на нагревателни елементи не винаги се превръща в удобство за потребителите. Много производители произвеждат електрически нагреватели със специфична форма и закрепване.В случай на повреда е доста трудно да ги купите в магазина. Ето защо за правилния избор е необходимо да се проучат всички възможни варианти за дизайн.

Тръбни модели за битово отопление

Тръбният дизайн на електрическите нагреватели е най-често срещаният в мобилните маслени нагреватели, преносими и стенни електрически радиатори. Преносът на топлина в тях може да възникне с помощта на: 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, нагревателният елемент на микрометричен нагревател е намотка, разположена зад минерална плоча. При нагряване плочата излъчва инфрачервена топлина.

Най-често срещаните характеристики са:

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

Нагревателни елементи с мощност над 2,5 kW не се използват в домакинските отоплителни уреди, тъй като окабеляването на апартамента просто не може да издържи на по-голямо натоварване.

Ребрист вариант на електрически нагреватели

Оребрените устройства са модификация на тръбния нагревателен елемент. Тяхната характеристика е наличието на множество тънки стоманени плочи по цялата дължина на устройството. Този дизайн значително увеличава зоната на контакт с околната среда, осигурявайки висока скорост на нагряване.

Оребрените нагревателни елементи са по-скъпи, изискващи обема на работното пространство, но осигуряват по-високи потребителски характеристики на отоплителното оборудване

Моделите с ребра се използват главно в нагреватели за въздушно отопление. Те осигуряват бързо покачване на стайната температура, особено с вграден вентилатор.

Блокови конструкции на нагревателни елементи

Блоковата версия представлява няколко тръбни нагреватели, комбинирани на базата на един монтаж.

При избора на блокови нагревателни елементи трябва да се обърне специално внимание на тяхната мощност и способността на котел с помпа да осигурява отнемане на топлина

Този дизайн се използва, когато се комбинират два фактора:

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

Всъщност в блоков нагревателен елемент натоварването на всяка нагревателна тръба намалява и скоростта на топлопреминаване се увеличава. Такива устройства са част от битови отоплителни котли и индустриални електрически отоплителни инсталации.

Мощността на блоковите модели може да бъде 5-10 kW, следователно, когато са поставени в апартамент, в стаята трябва да се изтегли допълнителен електрически кабел.

Касетни устройства

Патронните нагревателни елементи имат формата на тръба с един свободен край, което се дължи на особеността на тяхната инсталация. Външната обвивка обикновено е изработена от полирана стомана, за да се осигури максимален контакт с околния материал. Такива тръби са плътно вкарани в съответния отвор на нагревателя.

Основният недостатък на нагревателните елементи на патрона е малката площ на повърхността за пренос на топлина, което изисква използването на специфични методи за отстраняване на топлинната енергия

Фиксирането на касетни модели се извършва главно с помощта на фланцова връзка. Те обикновено се използват в промишлеността за отопление на работните части на екструдерите.

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

Нагревателни елементи за отоплителни котли

Топли електрически и водни первази за отопление

В продажба има нагревателен елемент за отоплителен котел. Нагревателният елемент е инсталиран в отоплителното оборудване от производителя в завода. Ще трябва да изберете нов електрически нагревател само ако той се повреди или ако трябва да увеличите мощността на котела. В същото време има два вида нагревателни елементи: някои са инсталирани в промишлено оборудване, а други в котли за битова употреба.

Видове, предимства и недостатъци

Нагревателите за отоплително оборудване са от блок и патрон тип. Като правило се използват блокови конструкции, при които няколко тръби са фиксирани на една основа. В резултат натоварването на всеки елемент е по-малко и скоростта на топлопреминаване е по-висока. Тези устройства са вградени в битови котли или допълнително свързани към отоплителната система. Тъй като мощността на такъв нагревателен елемент е доста висока, трябва да изтеглите отделно окабеляване към котела, което ще издържи на такива натоварвания.

По конструктивни характеристики се отличават следните видове електрически нагреватели за котли:

• с гладка повърхност на елементите;
• ребра с устройства с шайби и затягащи гайки;
• единичните единици са подходящи за електрически отоплителни котли (те приличат на бойлер);
• устройствата с двоен край имат специални контакти, които са прикрепени към двата края на тръбния елемент.

Важно! За да се постигне необходимата мощност, в един котел могат да бъдат вградени повече от един електрически нагревател с минимална мощност от 1 kW.

Предимствата на електрическите нагреватели за отоплителни котли са тяхната ефективност, способността да отопляват къщата и да осигуряват захранване с топла вода. Устройствата не отделят вредни емисии по време на работа. Те са компактни и леки, поради което не увеличават теглото на отоплителното оборудване.

Недостатъците са свързани с бързото образуване на мащаб. За да регулирате мощността на отоплението, всички нагреватели трябва да бъдат изключени. Когато работи без вода, устройството бързо изгаря, поради което са инсталирани допълнителни прекъсвачи.

Допълнителни функции на електрически нагреватели

По-горе бяха разгледани най-простите конструкции на устройства, които нямат вградени механизми за регулиране.

Уредът за терморегулация може да има механична или електронна автоматизация. Последното е по-точно, но взискателно към параметрите на домашната електрическа мрежа.

Но електрическите бойлери могат да бъдат оборудвани с най-простата автоматизация, която осигурява на устройството допълнителни функции.

Те включват:

1. Терморегулация... Нагревателните елементи с вграден термостат за отопление имат температурен сензор, който се задейства, когато работната среда се загрява 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 спадне до 0-2 ° C. Той предотвратява замръзването на водата в отоплителните тръби, консумирайки минимум електричество.
3. Турбо отопление, който осигурява принудително нагряване на работната среда при първоначално пускане на оборудването. Трябва да се помни, че електрическото окабеляване на помещението трябва да издържа на краткотрайно увеличаване на мощността.

Няма толкова много устройства, които поддържат допълнителни функции, тъй като често регулирането на работата на отоплителните устройства като цяло се извършва с помощта на отделен блок за автоматизация.

Електрически нагреватели с термостат

В момента най-често се срещат електрически нагреватели за отопление с термостат. Основната им цел е да затоплят течността. Нагревателите с горещ въздух с термостати са инсталирани на почти цялото оборудване, което се използва за нагряване на вода. Максималната температура, до която отоплителният елемент може да се нагрее за радиатор с термостат, е 80 градуса.

TEN с термостат е направен от никел-хром тел.Проводникът вътре в тръбата на устройството с електрически термостат е изпълнен със специален компресиран тип прах, който е магнезиев оксид и има отлични изолационни свойства, но в същото време има висока топлопроводимост. Можете да вградите такъв TEN в електрическа отоплителна батерия.

Как да изберем нагревателен елемент за отоплително оборудване?

Когато избирате нагревателен елемент за подмяна във бойлер или в радиатор, трябва да обърнете внимание на неговата мощност, дизайн, дължина на тръбата и наличието на допълнителни функции. Ето защо, преди да купите, трябва да разберете колкото е възможно повече за всички негови характеристики.

Изчисляване на мощността на устройството

Голямата 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 консумация на енергия:

• максималната мощност на топлопреминаване на нагревателя като цяло;
• възможности за електрическо окабеляване;
• обема на стаята.

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

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

Причината за бързото разпадане на нагревателния елемент може да бъде грешен избор на мощността на устройството. В резултат на системно прегряване на намотката тя изгаря с течение на времето

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

Когато проблемът с електричеството и възможностите на оборудването бъде решен, можете да започнете да изчислявате необходимата мощност, за да поддържате комфортна температура в стаята.

В добре изолирани къщи и апартаменти ще бъде достатъчно ниво от 40 W / m3. И ако има пропуски в прозорците, отоплителната мощност трябва да се увеличи до 60-80 W / m3. Можете да закупите конкретен модел само след като вземете предвид всички горепосочени енергийни фактори.

Разглеждане на дизайнерските характеристики

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

При чугунните и стоманените радиатори използването на нагревателни елементи от цветни метали е нежелателно. Това може да доведе до ускорено износване на материали и връзки.

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 фланците. Те могат да варират в размер от 0,5 до 1,25 инча.

Обикновено към нагревателен елемент на добър производител се прилага кратка инструкция, която описва неговите конструктивни параметри. Изучаването им ще ви помогне да закупите устройство, което точно да отговаря на съществуващото ви отоплително оборудване.

Дължина на нагревателната тръба

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

Голямата му дължина с 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 самостоятелно направени регистри, които са удобни за отопление на големи помещения и стопански постройки

Препоръчително е тръбата да минава по цялата дължина на работната зона на нагревателя, като не достига до противоположната стена с 6-10 см. Тази препоръка ще ви позволи бързо и равномерно затопляне на охлаждащата течност.

Наличие на допълнителна функционалност

Не винаги е необходимо да плащате допълнително за допълнителни характеристики на нагревателните елементи. Ако нагревателят се използва като спомагателен и няма собствена вградена автоматизация, тогава купуването на модел с термостат има смисъл.

Но ако радиаторът или електрическият конвектор имат свои собствени температурни сензори и механизми за контрол на температурата, допълнителни функции ще останат непотърсени.

Електрониката, вградена в щепсела на нагревателния елемент, трябва да има предпазни механизми, така че в случай на повреда на контролната платка да не възникне пожар

Ето защо се препоръчва да се купуват скъпи електрически нагреватели с вградена автоматизация само ако има явна нужда от такова оборудване. Ако имате нужда от индивидуален подбор на температурния фон, по-добре е да закупите термостат в изход, който може да се използва периодично.

Що се отнася до производителите на нагревателни елементи, техният избор не е основен. Основните доставчици са фирми от Русия, Украйна, Турция и Италия. Качеството на продуктите им е приблизително същото, така че няма смисъл да се плаща прекалено много за марката.

Дизайн и принцип на действие

Устройството на електрическия нагревателен елемент е доста примитивно. Прилича на метален цилиндър, вътре в който в специален изолатор е поставена медна или стоманена якостна спирала. С оглед на факта, че нагревателният елемент за отоплителни батерии е монтиран заедно с термостат, в допълнение към нагревателната функция, той се използва и за регулиране на температурата на охлаждащата течност.

Спиралният цилиндър е защитен с корпус, който е снабден със сензори за управление. Тяхната задача е да следят устройството срещу прегряване. Освен това устройството е поцинковано за допълнителна надеждност. Хромирането и никелирането увеличават якостта на нагревателния елемент и по този начин създават допълнителна защита, която предотвратява контакта на човека с електричество.

В допълнение към основните задачи за отопление и терморегулация, модерните нагревателни елементи за отоплителни радиатори изпълняват и допълнителни задачи:

1. В режим "антифриз" се поддържа постоянна температура на охлаждащата течност на + 10 ° C, което е напълно достатъчно, за да се предотврати замръзването на охлаждащата течност в тръбите. След като водата се нагрее до необходимата температура, нагревателните елементи се изключват, докато нейната температура падне под зададената отметка.
2. При завършване на автономна отоплителна система в частна къща с батерии с вградени нагревателни елементи, най-успешното ще бъде използването на режим "Turbo". Устройството работи с пълен капацитет, благодарение на което системата и въздухът в помещението се загряват почти моментално. В бъдеще задачата на нагревателните елементи е да поддържат зададеното ниво на температура в системата, което ви позволява значително да спестите енергия по време на отопление.

Сред по-голямата част от потребителите съществува мнение, че най-добрият вариант като охлаждаща течност за радиатори с вградени нагревателни елементи е техническото масло поради неговите свойства на бързо нагряване и бавно охлаждане. Но това не означава, че такива радиатори не могат да се използват във водна отоплителна система.