Принцип работы конвекторного обогревателя

«Сердце» конвектора – нагревательный элемент

Особенности конструкции нагревательного элемента (ТЭНа) формируют показатели конвекторного обогревателя:

1. долговечность;
2. эффективность;
3. уровень энергопотребления;
4. стоимость.

Если цена прибора невысока, внутри установлен примитивный нагревательный элемент – открытая спираль. Упомянутые модели конвекторов выпускают отечественные, европейские производители. У приборов, снабженных открытой спиралью, низок класс защиты корпуса IP, нельзя применять для обогрева помещений с повышенной влажностью. Рабочая температура открытой спирали высокая (500 градусов), сгорающая пыль станет причиной появления неприятного запаха, выжигания кислорода, очагом возникновения пожара при падении крупных горючих тел на поверхность.

Безопаснее, надежнее в эксплуатации будут конвекторные обогреватели электрические с нагревателями закрытого типа. ТЭНы сформированы стальной трубкой, в которую помещена нить накаливания. Рабочая температура закрытого нагревательного элемента низка – не превышает +100 градусов. Чтобы передача тепла шла эффективнее, стальная трубка снабжается алюминиевым радиатором. Благодаря высокой теплопроводности алюминия, радиатор быстро нагревает циркулирующий воздух.

У стальных ТЭНов с алюминиевым радиатором замечены определенные недостатки. Поскольку коэффициенты теплового расширения материалов различны, плотность контакта между радиатором и поверхностью стальной трубки со временем нарушается. Оборачивается снижением эффективности прибора. Возможен худший вариант – локальный перегрев ТЭНа. Приведет к перегоранию нагревательного элемента, возникновению пожароопасной ситуации.

Самые современные (дорогостоящие) модели электрических конвекторов оснащаются моноблочным нагревателем. Нагревательный элемент, радиатор представляют собой цельнолитую конструкцию. ТЭНы надежны в эксплуатации – срок службы изделия достигает 20 лет. Нагревательная нить цельнолитых ТЭНов помещается в специальную засыпку, которая состоит из мельчайших кристаллов кварца, некоторых других веществ. Для изготовления корпуса применяются сплавы алюминия. Например, конвекторные обогреватели (Франция) марки Noirot оснащаются литым силуминовым ТЭНом.

Наиболее эффективный обогрев при минимальном расходе электроэнергии обеспечат комбинированные модели, например, конвективно-инфракрасный обогреватель. Помимо ТЭНа установлена инфракрасная панель. Отличите от типичного конвектора агрегат по внешнему виду – передняя панель конвективного инфракрасного обогревателя снабжена перфорацией, поток ИК-излучения беспрепятственно освещает помещение.

Разновидности нагревателей

Конвекторы делятся на типы в зависимости от вида нагревательного элемента:

В конструкции электрического конвектора источником тепла выступает ТЭН, вмонтированный в середину теплообменника. Он преобразует электрическую энергию в тепловую и передает ее пластинам, а те — проходящему воздуху.

В самых современных электронагревательных приборах традиционный ТЭН отсутствует, спираль из вольфрама или нихрома располагается прямо внутри теплообменника. Обогреватель, работающий от электричества, является самым эффективным, его КПД достигает 99%.

Работой электрического конвектора управляет автоматический термостат, поддерживающий установленную температуру воздуха в помещении. Он прекращает и возобновляет подачу электроэнергии к спирали по сигналам датчика температуры. В напольных моделях аппаратов установлен дополнительный датчик безопасности, фиксирующий положение корпуса. При случайном опрокидывании прибора датчик разорвет электрическую цепь и короткого замыкания, и пожара не произойдет.

В газовых конвекторах воздушный теплообменник подогревается горелкой, питающейся магистральным либо сжиженным газом. В нем также встроен термостат, а еще газовый клапан безопасности, реагирующий на затухание горелки, исчезновение тяги в дымоходе или снижение давления в трубе подачи горючего. Эти аппараты достаточно громоздки и нуждаются в подключении к дымоходу. За счет потерь тепла с уходящими газами КПД такого конвектора не превышает 85%.

Водяные конвекторы — самые простые и надежные агрегаты. Ребристый теплообменник в этом случае — просто труба с насаженными на нее пластинами. По трубе протекает теплоноситель с определенной температурой, подающийся от котельной установки, он и нагревает пластины. О КПД здесь говорить не приходится, поскольку сам агрегат тепло не производит, а в процессе передачи никуда его не теряет. Та часть тепловой энергии, которая не успела передаться воздуху помещения, возвращается вместе с теплоносителем в котел.

Советы по выбору отопительного оборудования

Начиная с 80-ых годов конвекторы активно использовались жителями нашей страны. С тех пор прошло много лет, поэтому обогревательные приборы существенно модернизировались. Ассортимент оборудования нынче огромен. По данной причине у людей возникают сложности, связанные с выбором подходящего оборудования

Чтобы трудности не возникали, нужно обращать внимание на следующие нюансы:

1. Мощность – здесь нужно руководствоваться тем, в каких целях будет использоваться прибор: основной источник или дополнительный. К примеру, для обогрева помещения площадью 25 кв.м, достаточно 2,5 кВт, а если конвектор применяется для дополнительного обогрева, то хватит и 1,5 кВт.
2. Тип нагревательного элемента – наилучшим вариантом является конвектор с монолитным ТЭНом. Такой нагревательный элемент служит долго и функционирует эффективнее.
3. Безопасность эксплуатации – если конвектор будет устанавливаться в детской комнате, следует отдавать предпочтение моделям с плавными контурами и без острых углов.
4. Размеры – от этого показателя напрямую зависит скорость циркуляции воздушных потоков.
5. Масса – такой параметр важен в том случае, если приобретаются передвижные модели.
6. Дополнительный функционал – сюда относится регулятор температуры, термостат, таймер, встроенный ионизатор, дистанционный пульт, защита от опрокидывания.

Плинтусные конвекторы идеально вписываются в интерьер и отличаются стильным дизайном

Многих людей волнует закономерный вопрос: сколько потребляет конвекторный обогреватель? Чтобы узнать точные цифры, необходимо мощность прибора умножить на время работы. Обогревать дачу электричеством дорого, поэтому любая экономия коммунальных платежей воспринимается на «ура». Если потребитель хочет платить за электричество меньше денег, нужно остановить выбор на энергосберегающем оборудовании с электронной системой управления.

Конвекторы от ведущих торговых марок – хорошие приборы, с помощью которых достигается требуемая температура в помещении. Но не нужно забывать о том, что монтаж оборудования нужно доверять профессионалам. Тогда можно гарантировать длительную службу агрегатов и бесперебойное функционирование.

1 Устройство обогревателя

Источник выделения тепловой энергии у слюдяного обогревателя — пластина, которая осуществляет распространение тепловых волн. Во время работы прибора пластина не нагревается, что делает источник тепла для человека безопасным. Обогреватель состоит из следующих элементов:

1. 1. Защитной решетки из металла.
2. 2. Пульта управления.
3. 3. Передней панели.
4. 4. Кнопки включения и выключения прибора.
5. 5. Опоры.
6. 6. Колес небольшого диаметра.

У некоторых моделей присутствует пульт дистанционного управления. С торца корпуса находится блок с регулятором температуры и термостатом. Реле температуры может быть как механическим, так и электронным. В дорогих моделях устанавливаются жидкокристаллические дисплеи.

Внутри корпуса присутствуют микатермические нагреватели в виде одной или нескольких пластин. Пластины состоят из нескольких слоев и с двух сторон покрыты слюдой толщиной не более 0,03 мм. Слои никелевой пластины представляют собой покрытия из оксидов олова, железа и цинка.

Достоинства и недостатки конвекторных обогревателей

Речь касается распространенной разновидности конвекторов – электрических обогревателях. Если проанализировать, чем конвектор отличается от обогревателя с масляным заполнением, главным преимуществом назовем быстрое поднятие температуры воздуха помещения. В масляном радиаторе сначала нагревается теплоноситель, корпус прибора, после начинает прогреваться воздух. Нагревательный элемент конвектора греет воздух.

Поскольку кожух конвектора не доходит до высоких температур, приборы гораздо безопаснее в эксплуатации. Риск обжечься о горячий корпус сведен к минимуму. Особенность важна в случаях, когда доме заселен маленькими детьми, домашними животными. Пониженная температура корпуса дает конвектору одно преимущество – при опрокидывании не испортятся, не воспламенятся напольные покрытия. Правда, у большинства моделей бытовых электронагревателей одна ступень защиты предусматривает отключение нагревательного элемента при опрокидывании.

Базовый принцип работы конвекторного обогревателя определяет главный недостаток – неравномерный прогрев воздуха по высоте. Разница температур воздуха у пола, на высоте человеческого роста составляет 4 – 9 градусов Цельсия. Показатель определен расположением части прибора, снабженной зазорами выхода нагретого воздуха. При «классическом» расположении на верхнем торце обогревателя разница температур будет повыше. Зазоры расположены фронтально – теплый воздух распределяется равномернее.

Одна проблема конвекторных обогревателей – пыль, подхватываемая потоками циркулирующего воздуха. Понятно, постоянное вдыхание пыльного воздуха не слишком полезно для здоровья. Опускаясь, пыль оседает на нагревательном элементе, со временем приводит к появлению неприятного запаха при нагреве ТЭНа, снижению эффективности прибора. При выборе конвекторного обогревателя стоит отдать предпочтение современным моделям, отверстия выхода воздуха содержит фронтальная часть.

Советы по выбору и установке

Чтобы довольствоваться прибором максимально долго, следует придерживаться нескольких базовых правил:

• нельзя располагать какие-либо предметы ближе чем на 40 см к включённому прибору;
• оставлять агрегат включённым на ночь не рекомендуется;
• не допускайте попадания воды или нахождения мокрой одежды на приборе;
• не располагайте технику близко к окну;

При выборе инверторного обогревателя обратите особое внимание на следующие нюансы

• Контакты. Следует проверить их целостность и надежность. Вы должны убедиться в их качестве, ведь это базовая вещь для любой техники. Агрегат должен выдерживать большое напряжение в сети.
• Провода. Их качество напрямую влияет на общую работу данной техники.
• Знаки качества. Вы должны знать, что представленные модели отличаются высоким качеством, и что прибор будет работать долго.

При поломке каких-либо частей лучше обратиться в специальный сервис. Из-за сложности строения могут возникнуть проблемы при починке собственными силами. В сервисе вам смогут назвать примерную причину поломки, чтобы было возможно её избежать в будущем.

Системы безопасности могут предотвратить появление огнеопасных ситуаций, но не стоит на них полагаться. Все-таки это техника, причем та, которая может нагреваться изнутри до высоких отметок.

Нынешние лидеры на рынке этих агрегатов выпускают продукцию высокого качества, которая справляется со своими обязанностями очень эффективно. Для дома, дачи, гаража и других помещений сложно найти вариант более предпочтительный, чем этот. Также здесь присутствуют и различные виды аппаратуры, которую можно подобрать в зависимости от конкретных нужд и предпочтений.

Особенности и функции, представленные производителями, делают эксплуатацию простой, а использование принесет тепло в прямом смысле этого слова. Единственным минусом может оказаться стоимость, но из-за такого количества преимуществ подобная вещь дешевой быть не может.

Современные технологии доказывают, что планка качества становится выше. Если старые образцы отопительной техники имели более слабые характеристики, то нынешние модели представляют собой более совершенные устройства.

Дизайнеры компаний, в свою очередь, создают красивый и элегантный дизайн для того, чтобы внешний вид изделий соответствовал высокой технологичности оборудования. Соотношение цена/качество на такие агрегаты вполне оправдана, а продукцию от известных брендов с хорошей репутацией можно спокойно приобретать без какого-либо страха и риска.

В следующем видео представлен подробный обзор экономичного инверторного обогревателя Ballu Evolution Transformer.

Принцип работы масляного радиатора

Конструкция масляного обогревателя простая: герметичный резервуар, заполненный минеральным маслом. Внутри электронагреватель. ТЭН увеличивает температуру масла, нагреваются стенки резервуара, происходит обогрев.

Для предотвращения кипения масла система оснащена датчиком, контролирующим обогрев. Некоторые модели дополнены контролем горизонтального расположения. Если радиатор упадет, ТЭН не попадет в масляную среду, устройство выключится.

Использовать масляное устройство легко.

Некоторые производители добавляют на устройство таймер. Он автоматически включает прибор в установленное время. Если никого нет дома, в течение дня обогреватель не работает, не тратит электричество.

Масляные модели

Производительность и практичность

Теперь вы знаете, что такое инверторные обогреватели. Такие отопительные приборы отличаются от остальных не только экономичностью, но и производительностью. Стоит отметить, что инверторный обогреватель способен греть помещение даже при минимальном температурном режиме. При этом коэффициент полезного действия остается достаточно высоким. В процессе работы оборудование показывает соотношение затраченной энергии и количество выделенного тепла. Обозначается данная пропорция EER. Этот показатель у инверторных обогревателей практически равен 4.

Иными словами, при расходе агрегатом 250 кВт получается 1 кВт тепла. Данный показатель является весьма неплохим для бытовых приборов.

Принцип работы конвекторных обогревателей

Принцип работы любого конвекторного обогревателя основан на том, что холодный воздух более плотный, поэтому в помещении он находится внизу, а теплый

более легкий – поднимается вверх. Если установить источник тепловой энергии, который будет нагревать этот воздух, то нагреваясь, он будет подниматься вверх, а отдавая свое тепло помещению и охлаждаясь – будет опускаться вниз. После этого, этот охлажденный воздух снова нагревается и поднимается вверх. Таким образом, осуществляется естественная циркуляция или конвекция и нагрев помещения.

Конструкция любого конвекционного обогревателя содержит нагревательный элемент с теплообменником, где и осуществляется нагревание воздуха. Для того, чтобы теплоотдача была максимальной теплообменник, чаще всего изготавливают в виде металлических ребер с большой площадью контакта. Сам нагревательный элемент закрывается декоративным кожухом с отверстиями снизу и сверху для свободного прохода холодного и нагретого воздуха соответственно. При этом, поверхность наружного кожуха нагревается незначительно, в отличие от корпуса масляного радиатора, что является положительным моментом, особенно при наличии в помещении детей.

Устройство и принцип работы конвекторного обогревателя

Теплопередачей называется физический процесс перехода тепловой энергии от более горячего тела к менее горячему. Это совершается при непосредственном контакте или через разделительную перегородку и является следствием второго закона термодинамики. Когда объекты одной системы имеют разную степень нагрева, они самопроизвольно обмениваются теплом и стремятся к термодинамическому равновесию. Такая передача энергии осуществляется несколькими способами:

1. 1. Теплопроводность. Происходит при непосредственном соприкосновении неподвижных предметов. Бытовое применение — электрические плиты. В основе процесса лежит броуновское тепловое движение частиц жидкости или газа. Наибольшую теплопроводность имеют металлы, потом следуют жидкости и газы. Чем дальше молекулы вещества отстоят друг от друга, тем хуже они передают энергию.
2. 2.
   Лучистый теплообмен. Является формой электромагнитного возмущения и происходит за счёт внутренней энергии, испускаемой нагретым объектом. Используется в инфракрасных обогревателях. Когда излучение от тела-источника достигает других поверхностей, происходит его частичное поглощение. Тепловое излучение превращается во внутреннюю энергию предметов, и они нагреваются. Чем выше будет температура, тем активнее процесс поглощения. Отличительной чертой служит то, что греются лишь предметы, на которые попадают лучи, а воздух остаётся холодным.
3. 3. Конвекция. Применяется для нужд отопления и отличается высоким КПД. Внутренняя энергия неравномерно нагретого вещества самопроизвольно передаётся в виде струй или потоков. Нижние слои согреваются, делаясь более лёгкими, и всплывают, а верхние — остывают, становясь тяжелее, и опускаются, а процесс повторяется многократно.

Конвектор, благодаря небольшой толщине и настенной установке, позволяет экономить свободное пространство помещений. Корпус такого прибора всегда остаётся чуть тёплым, в отличие от масляных аналогов, функционирующих на основе явления теплопередачи нагревающимся кожухом.

Существует множество модификаций конвекторных обогревателей. Они представляют собой плоские панели с большой боковой поверхностью и малой толщиной. Различные варианты окраски корпуса (оттенки серого и белого цвета, дизайнерские находки вариаций угольно-чёрного) способствуют тому, что прибор вписывается в любой интерьер.

Конвекторы могут отличаться по дизайну, габаритам, конфигурации, способам монтажа, но главным является тип источника тепла. Все приборы относятся к трём основным группам:

1. 1. Водяные. Подключаются к магистралям отопления, куда горячая вода поставляется с ТЭЦ или котельной. Внутри конвектора находится медная труба с пластинами из меди, латуни или алюминия, и чем больше расстояние между рёбрами — тем выше теплоотдача. Труба упакована в защитный кожух, закрытый специальной решёткой. Для регулировки температуры водяной конвектор имеет клапан и термостат, для удаления воздуха — клапан. Выпускаются в настенном, напольном и внутрипольном встраиваемом варианте. Существует исполнение в виде тёплого плинтуса или дополнительное усиление конвекции вентилятором.
2. 2.
   Газовые. В качестве источника энергии используется природный или сжиженный газ. Под съёмным кожухом находятся: горелка, камера сгорания, теплообменник. Для установки потребуется коаксиальный дымоход, выводимый наружу через заднюю панель конвектора. Он производит забор свежего воздуха, поддерживающего горение, и удаление отработанных газов. Отсутствует необходимость подачи воды, что удобно в местах временного пребывания.
3. 3. Электрические. Наиболее распространённый вариант отличается простотой установки и обслуживания. Конвекторы имеют электрический нагревательный элемент, а их КПД достигает 95%. Практически вся полученная энергия сразу поступает в помещение.

Утверждение о том, что обогреватели сжигают кислород, не распространяется на электрический конвектор. Низкая рабочая температура корпуса позволяет устанавливать приборы практически в любых местах, в т. ч. рядом с пожароопасными деревянными стенами.

4 Популярные модели

Самыми популярными считаются модели израильской компании Polaris. Производство этих обогревателей налажено в Китае. На рынке больше всего представлены:

1. 1. Polaris PMH 1596RCD — напольный обогреватель двустороннего действия. Обладает мощностью 1,5 кВт, что позволяет отапливать помещение дома площадью 18 м². Микатермический элемент нагревается за 15 сек. В прибор встроены электронный термостат и климат-контроль.
2. 2. Slogger Brown SL-1112 — односторонний прибор, выпускается в напольном и настенном вариантах. Управление тремя режимами работы осуществляется с помощью дистанционного пульта. В комплект обогревателя входят полотенцесушитель и увлажнитель воздуха.
3. 3. Polaris PMH 2484 DRC — отличается наличием трубчатого микатермического нагревателя, что позволяет отапливать помещение по кругу. Для быстрого обогрева в корпус встроен вентилятор. Управление мощностью прибора осуществляется переключателем с несколькими положениями.

Что такое инвертор

Инвертор – это устройство, преобразующее постоянный электрический ток в переменный или повышающий значение напряжения, частоты переменного тока. Необходимость в таком преобразовании возникает при создании приборов и механизмов с чувствительной системой настроек, реагирующих на малейшее изменение параметров среды. Применяются инверторы во многих сферах: электросварка (по сути, сварочный аппарат – это и есть разновидность инвертора), управление электродвигателями и электроприводами, производство кондиционеров и обогревателей и т. д.

Как составная часть прибора, инверторы выглядят по-другому и индивидуального корпуса могут и не иметь.

Принцип действия конвекторного обогревателя – поддержание стабильной температуры

Если холодный воздух, поступающий в обогреватель, имеет достаточно высокую температуру, то электрический ток на время отключается. За этим процессом следит электроника. На корпусе расположен датчик температуры, информация передаётся на автоматическое устройство, которое включает или выключает подачу электрического тока. Такая система исключает перегрев воздуха в комнате. На некоторых типах обогревателей установлен цифровой индикатор, отображающий температуру в помещении.

Как работает конвекторный обогреватель осенью и зимой?

Максимальная мощность конвекторного обогревателя – 2 кВт. Этого достаточно, чтобы поддерживать комфортную температуру в помещении не более 20 квадратных метров при условии, что температура за окном не опустилась ниже нуля. Такой обогреватель эффективен во время осеннего снижения температуры.

Зимой во время морозов мощность 2 кВт недостаточна для обогрева помещения. Конвекторный обогреватель не заменит центральное отопление, но может служить дополнительным источником тепла во время морозов.

Кроме мощности, для данного типа обогревателей важную роль играет объём циркулирующего воздуха. Нужно помнить, как работает конвекторный обогреватель: через него в процессе циркуляции должен проходить воздух в помещении. Принято считать, что на каждые десять квадратных метров требуется 1 кВт мощности обогревателя. Если помещение имеет площадь больше 20 квадратных метров, то одним обогревателем не обойтись – их должно быть хотя бы два.

Можно ли повысить эффективность обогрева, установив плотно закрывающиеся окна и двери? Вообще-то нагревание воздуха станет более эффективным, но могут нарушиться гигиенические нормы состава воздуха. Проблема в том, что в жилом помещении не может постоянно находиться некий объем воздуха, требуется вентиляция. При площади 20 кв.м требуется ежечасный обмен 20 кубических метров воздуха. Если поступающий в помещение воздух проходит через конвектор, то люди не почувствуют резкого охлаждения в помещении.

Конструкция и дизайн конвекторных обогревателей

Конвекторные обогреватели имеют вид плоских панелей. У них значительная боковая поверхность и небольшая толщина. Конструктивно эти устройства разделяются на настенные и напольные.

Настенный вариант позволяет сэкономить место. Приятная светлая окраска корпуса способствует тому, что нагреватель естественно вписывается в интерьер. Напольная конструкция имеет свои преимущества: нагревательная панель установлена на колёсиках, обогреватель можно перемещать по комнате.

Видео о производстве и принципе действия конвекторов

https://youtube.com/watch?v=KeIf5fVK0PE

Суровыми зимними морозами, в отопительное «межсезонье» поддерживать комфортную температуру жилых помещений помогают дополнительные отопительные приборы – конвекторы, масляные, инфракрасные обогреватели. Каждая разновидность обогревателей выказывает особенности, касающиеся принципов работы, уровня энергопотребления, специфики использования. Конвекторные обогреватели выходят гораздо экономичнее, других отопительных приборов. Чтобы сделать правильный выбор, стоит внимательнее рассмотреть принцип работы конвекторного обогревателя.