Тэн в алюминиевый радиатор отопления с терморегулятором

Тэн в батарею - 15 глупых ошибок при сборке радиатора отопления своими руками.

Обычная радиаторная батарея с тэном — это очень хорошая альтернатива не только заводским обогревателям, но и зачастую полноценному отоплению от электрического котла.

Не всегда есть возможность и экономическая целесообразность в прокладке трубной системы.

Например, на даче, в гараже или просто в курятнике. Кто-то возразит и скажет, что проще сдать чугуняку в чермет, и добавив чуть-чуть деньжат, прикупить полноценный масляный обогреватель.

Это далеко не так. Тут все зависит от площади обогрева. Такую батарею можно собрать из 10-20 секций, и нагрев их всего до 50 градусов, получить за те же деньги гораздо больше тепла, чем на 6 ребрах стандартного масляника.

А еще все масляные радиаторы считаются чрезвычайно пожароопасными приборами. Чего не скажешь про батарею с обычной водой.

Кроме того, чугунные и алюминиевые радиаторы будут иметь меньшую температуру на поверхности, меньше запаха от краски, масла и как следствие, чище воздух в помещении.

В общем, для дачи или гаража это дешевле, проще и лучше, чем маленькие заводские отопительные приборы и дуйчики.

Однако, как и в любой самоделке, главное в этом деле – безопасность. У вас в конструкции обязательно должна присутствовать защита от превышения давления и утечки тока.

Как же грамотно собрать такую батарею и не наделать грубых ошибок? Давайте разбираться.

Радиаторы

Для такого самодельного обогревателя обычно применяют два типа радиаторов:

чугунные с резьбой на 32мм (1 1/4 дюйма)

алюминиевые или биметаллические с резьбой на 25мм (1 дюйм)

Чугунные можно использовать даже без тэна. Поднимаете батарею и начинаете переносить ее из угла в угол, пока не согреетесь 😊 КПД выше 100%

А если серьезно, под чугунную батарею тэн найти гораздо проще, так как они получили большее распространение.

Вся конструкция будет выглядеть следующим образом. В нижней части через силиконовую прокладку вкручивается водяной тэн.

По диагонали от него устанавливаются две глухих заглушки. Сверху с обратной стороны от тэна монтируется проходная заглушка с полдюймовым отверстием под кран маевского или аварийный клапан.

Ошибка №1

Не ставьте кран Маевского над самим тэном.

Отсюда может подкапывать вода, а она не должна попадать на электрические контакты нагревательного элемента.

Выбор тэна

Какой тэн покупать? Естественно, он должен быть со съемным термостатом.

Есть специальные тены для батарей со встроенным терморегулятором. У них вся электрическая часть уже запрятана в изолированных кожух, а сверху выведено электронное табло или механическая крутилка.

Материал - нержавейка в чугунную батарею, медь - в алюминиевую. У меди больше ресурс работы в нержавеющих емкостях.

Страна производитель – Италия. Фирма Термоватт (Thermowatt) неплохо зарекомендовала себя на этом рынке (не реклама).

Ошибка №2

На китайских тэнах УЗО зачастую выбивает сразу, как только тэн привезли из магазина и окунули его в воду.

Поэтому с ними нужно быть осторожнее. Также при покупке не перепутайте форму тэна.

Ошибка №3

Трубки у него должны идти одна возле другой, а не расширяться в форме петли или подковы.

Последние идут в основном для заводских масляных батарей или бойлеров, а не радиаторов с водой. Они просто не пролезут в ниппель между секциями.

А сплющивать или сдавливать их нельзя. Иначе придется на вход добавлять трубу на 32мм и помещать тэн в нее.

Еще проверяйте расстояние между трубкой термодатчика и нагревательными трубками.

Ошибка №4

Между ними должно быть минимум 1,5мм и они не должны соприкасаться.

Рекомендуемое расстояние между самими нагревательными трубками – 3мм.

Расчет мощности радиатора

Какой мощности должен быть тэн?

Ошибка №5

Здесь не нужно исходить из принципа – чем больше, тем лучше.

В первую очередь нужно обеспечить плавную работу нагревательного элемента. Он не должен выключаться и включаться через чур часто.

Подберете слишком мощный тэн и при выходе на рабочую температуру он у вас будет работать в следующем режиме: 1 минута выключено – щелчок – менее минуты включено – щелчок – 1 минута выключено и т.д.

При грамотном подборе мощности и хорошем утеплении помещения, батарея будет 2/3 времени “отдыхать”, отдавая тепло в окружающую среду, и только 1/3 времени работать, потребляя эл.энергию.

Исходя из этого можете примерно рассчитать расход эл.энергии за месяц.

Помимо щелчков, мощная батарея будет сильно шуметь и булькать. Добавление уксуса или лимонной кислоты для смягчения жидкости не особо помогает.

Здесь наблюдается эффект как в электрическом чайнике. При мощности 2квт мы имеем очень малые размеры сосуда, плюс наличие пустот.

В результате резкого выделения тепла в воду и возникает подобный шум. Чем меньше воды в чайнике, тем сильнее он шумит.

То же самое и в батарее. Когда тэн слишком мощный, скорость нагрева получается на порядок выше скорости отвода тепла, плюс сказывается невысокая скорость циркуляции теплоносителя.

Ошибка №6

Зачастую сильный шум при работе возникает при неаккуратном завинчивании или кривом тэне и случайном соприкосновении трубки с перегородкой ниппеля.

Чтобы решить эту проблему, попробуйте немного провернуть тэн по часовой или против часовой стрелки, изменив его положение. Шумная работа на пределе и постоянные щелчки не только раздражают, но и напрямую влияют на срок службы контактов реле.

Поэтому при выборе мощности тэна исходите из правила:

максимум 0,5кВт – на каждые 4 секции

0,7кВт – 6 секций

1кВт – 8 секции

1,2кВт – 10 секций

1,5кВт – 12 секций

Установите тэн меньшей мощности, и он у вас вообще не будет отключаться, так как не сможет нагреть воду до нужной температуры.

С одной стороны, это хорошо, батарея никогда не перегреется, даже если будет сбой в работе термореле. Например, для чугуняки (4 секции высотой 500мм), тэн мощностью 300Вт некоторые вообще умудряются вкрутить напрямую без термостата.

Еще один плюс малой мощности – отсутствие раздражающих щелчков. Однако несмотря на это, при недостатке киловатт вы существенно теряете в теплоотдаче.

Вот и приходится искать идеальную формулу.

Когда батарея слишком длинная (12 секций), то лучше вместо одного 1,5кВт тэна, вкрутить сразу два. Снизу радиатора с одной стороны 1кВт, а с другой еще на 0,5кВт.

Либо два по 0,7кВт каждый. Тем самым, прогрев секций будет более равномерным.

Ошибка №7

Только не забудьте проверить резьбу на тэнах.

С двух сторон батареи она разная. При покупке нагревательного элемента обращайте внимание на буковку, которая обозначает правую или левую резьбу (1.1/4R или 1.1/4L).

Теплоотдача

По заводским параметрам подобные батареи (с высотой или межосевым расстоянием 500мм), при встраивании в полноценную гидравлическую систему отопления, способны рассеивать чуть менее 200Вт тепловой мощности на каждую секцию (180Вт алюминий, 140Вт чугун).

Однако в нашем случае таких цифр не ждите. Во-первых, теплоотдачу в 180/140Вт обеспечивает только новая батарея. А для подобного обогревателя, как правило используют б/у-шные варианты.

Покупать новье для такой самоделки экономически не целесообразно.

Во-вторых, такая работа возможна только при режиме 90С-подача, 70С-обратка. Мы же в этой сборке применяем тэн с оптимальной рабочей температурой 60-65С.

При морозе на улице до -25С можно накрутить и на +70-75С. Максимально возможная температура + 80С.

Поэтому никогда вы такую батарею в НОРМАЛЬНОМ режиме эксплуатации не нагреете до 90С. В принципе этого и не нужно, так как влечет за собой риски резкого повышения давления.

Длина тэна

При вкручивании нагревательного элемента, редко какой из них достает до последней секции. Обычно их длина варьируется в пределах 35-40см.

Есть и эксклюзивные модели на все секции, но под заказ (например, Grepan). Вот сравнительные таблицы равномерности прогрева одной и той же батареи (10 секций) стандартным коротким тэном и удлиненным от Grepan.

Однако большинство из нас применяют все же коротыши. Каким же тогда образом обеспечить равномерный прогрев по всей площади?

Вода или масло?

Здесь есть определенные нюансы, связанные с наполнением водой.

Ошибка №8

Для дома рекомендуется именно вода, а не какая-то химическая незамерзайка (этиленгликоль, антифриз, тосол).

По мере работы и нагрева, жидкость в любом случае будет испаряться и находить себе выход через верхние клапана. Вы же не хотите дышать подобной химией у себя дома.

А вот для гаража, сарая или дачи с хорошей вентиляцией, хочешь-не хочешь, а придется лить незамерзайку. Подбирайте максимально экологически безвредную (sweet winter, теплый дом и т.п.).

В противном случае, надолго отключенная батарея с водой, просто-напросто разморозится.

У кого есть возможность, заливают масло. Не веретенку или отработку, а трансформаторное. С ним батарея никогда не замерзнет.

А еще такое масло отличный изолятор. Не нужно будет бояться утечек тока при разрушении оболочки нагревательного элемента.

Только имейте в виду, что при такой “заправке” придется искать специальный масляный тэн.

Ошибка №9

Обычный водяной из-за густого масла и плохой конвекции будет перегреваться и быстро выходить из строя.

В целях пожаробезопасности нагрев при прямом соприкосновении с маслом не должен превышать 250 градусов. Кроме того, масло быстро разъест все резиновые прокладки между секциями.

Заполнение радиатора водой

Сколько же жидкости нужно для такого обогревателя?

Ошибка №10

При заполнении радиатора нельзя, чтобы он в конечном итоге оказался залит водой на 100%.

Наполнение происходит через отверстие уже установленной проходной заглушки. Сначала заливаете радиатор по горлышко.

Затем выставляете его идеально ровно и откручиваете пробку или кран маевского (не саму футорку), сливая лишний объем.

Если батарея уже висит на стене, можете воспользоваться небольшой лейкой с натянутой на носик трубкой или шлангом.

Ошибка №11

Старайтесь не заливать обычную воду из-под крана.

Вода должна быть мягкая. Жесткая очень быстро убьет ваш обогреватель.

Лучше всего дистиллированная или дождевая (она бесплатная). В крайнем случае, вода из фильтра-осмоса.

Воды нужно ровно столько, чтобы она перестала вытекать через отверстие под кран маевского. То есть, уровень жидкости должен заканчиваться как раз на уровне маленького отверстия проходной футорки.

При заливке воды по краешек отверстия, вы автоматически получите нужный уровень столба жидкости, который и обеспечит равномерную, правильную циркуляцию.

В одну секцию чугунной батареи (МС 140-500) помещается около 1,5л воды. В алюминиевую (высота 500мм) – не более 0,35-0,45л. Требуемый объем, считайте по количеству ребер.

Циркуляция без расширителя

Какую роль играют воздушные карманы? По мере прогрева, жидкость внутри батареи расширяется, давление возрастает.

Без воздушных карманов просто не будет компенсации температурного расширения. Никакого расширительного бачка в конструкции то не предусмотрено.

Эти карманы как раз и выполняют его роль. Самодельные расширители только портят внешний вид и помогают выпаривать жидкость из отопителя.

Особенно это опасно с незамерзайками и их смесями (50% тосол или антифриз + 50% дисводы).

Также закрытая система без расширителя за счет создания давления, способствует уменьшению шумов при работе отопителя. Шум - это явление кавитации, когда микропузырьки газа отделяются при нагреве ТЭНа, и их появление напрямую зависит от внешнего давления.

Даже 1,5-2 бара сделают работу батареи значительно тише.

Однако воздух внутри секций таит в себе и скрытую угрозу. При перегреве батареи (не отключился тэн, залипли контакты реле), давление будет возрастать все больше и больше.

Достигнув критической точки, радиатор разорвет. От него может отлететь острый кусок, или вас просто ошпарит горячим паром.

А что будет, если батарею залить по горлышко, вообще без остатков воздуха? В этом случае давление будет нарастать гораздо быстрее, одна из секций в один “прекрасный” момент даст трещину.

Никаким взрывом, это как правило не сопровождается. Но воздушные карманы из-за отсутствия расширителя нам в любом случае нужны.

Установка предохранительного клапана

Поэтому-то в конструкции и следует предусмотреть защиту в виде аварийного клапана.

Ошибка №12

Не ставьте стандартный взрывной клапан, как на бойлерах.

Вам нужен прибор с давлением срабатывания в 3 бара.

Рабочее давление стандартной чугунной батареи в центральной системе отопления – около 9 атмосфер (1бар=1атм). В нашей закрытой батарее в нормальном режиме обогрева оно будет не более 1,0-1,5 бар.

Для измерения давления, вместо одной из заглушек можно поставить небольшой манометр.

Вы в режиме реального времени сможете контролировать работу своей отопительной системы.

Ошибка №13

Нельзя направлять “подрывной” клапан в сторону стены, где стоит розетка с вилкой.

Для того, чтобы с него периодически не капала жидкость, предохранительный клапан можно перевернуть к верху. В этом случае будет преобладать высвобождение газов, а не воды.

Кран маевского или клапан?

Можно обойтись и краном маевского, но тогда понадобится еще одна защита.

На первую секцию батареи (считая от тэна), монтируется внешний аварийный термостат с температурой срабатывания в районе 80-90С. Причем подключается он в разрыв питания самого тэна.

Когда родной термостат тэна не срабатывает, и вода начинает подходить к точке кипения, отрабатывает аварийный термодатчик. Он прерывает подачу напряжения и спасает батарею от взрыва.

Что лучше – аварийный клапан или внешний термостат? Предпочтительнее иметь все же клапан.

Конструкция получается проще и надежнее.

Схема подключения электрики

Что касается обеспечения безопасности при подключении напряжения, то здесь всю схему нужно запитывать только через УЗО или дифф.автомат с током утечки 30мА.

Ошибка №14

Простой модульный автомат для этого не годится.

Иначе придется возле этого чуда передвигаться только в резиновых сапогах и перчатках. Водяные тены со временем разрушаются и нагревательная спираль, изначально защищенная оболочкой, оголяется.

При соприкосновении с водой происходит утечка тока на металлический корпус обогревателя. Стоит вам дотронуться до любой из секций, и вы окажетесь под напряжением.

Нечто подобное происходит в эл.титанах или бойлерах, когда вода из под крана начинает “щипаться” и “бить током”.

УЗО спасает от всего этого. Правда самостоятельно оно сработает только тогда, когда батарея будет заземлена.

В противном случае УЗО будет выжидать момента, пока вы не дотронетесь до батареи рукой. Начало выбивать УЗО – тут же меняйте тэн.

Сам терморегулятор подключается гибким проводом ПВС 3*2,5мм2.

С одной стороны провода монтируется евро вилка, которая и втыкается в ближайшую розетку.

Не зажимайте под винты терморегулятора многожильный провод без наконечников.

Особенно это касается мощных тэнов на 1,5-2,0кВт. Концы жил для надежности контакта необходимо обжать гильзами НШВИ.

Ошибка №15

Еще одна проблема – оголенные контакты на термореле.

При наличии в доме маленьких детей и домашних животных, это очень опасно.

Некоторые мастера советуют закрывать термостат сверху пластиковым корпусом от подрозетника. Он как раз подходит по диаметру.

Климат контроль с воздушным датчиком

Чтобы батарея могла автоматически включаться-отключаться не только при перегреве, но и при достижении заданной температуры в комнате, в схему можно добавить еще один элемент автоматики – реле с воздушным датчиком температуры помещения.

Такие зачастую ставят на теплые полы. Они обеспечат своеобразный климат контроль.

Есть вообще термореле розеточного типа. С ним даже не понадобится изменять схему подключения.

Достаточно будет воткнуть вилку в розетку и система автоматики готова. Подробнее

Особенно это актуально в период отсутствия сильных заморозков, когда на улице еще не так холодно. Конечно, температуру в комнате можно регулировать и встроенным термостатом, тем самым вручную уменьшая нагрев секций, однако:

во-первых, это не удобно – каждый раз приходится наклоняться к полу и крутить регулировочное колесико

во-вторых, влечет за собой сильный разброс колебаний температуры в комнате

в-третьих, с электронным термостатом по воздуху вы забудете про раздражающие щелчки от реле

ТЭНы для радиаторов отопления с терморегулятором, монтаж в алюминиевые батареи

Обустройство автономной системы отопления позволяет решить практически все проблемы, связанные с поддержанием комфортной температуры в доме. Универсальные модели котлов способны перерабатывать в тепловую энергию практически все разновидности топлива. Однако такие агрегаты отличаются повышенной стоимостью.

Решить проблему экономии и обеспечить эффективное отопление жилья можно за счет применения дополнительных источников тепла. Наиболее доступным, простым и в то же время высокоэффективным решением в настоящее время являются тэны для радиаторов отопления.

Применение

В каких случаях становится целесообразной эксплуатация отопительной системы на основе электрических тэнов? Данные элементы можно использовать для организации автономных, локальных обогревателей, дополнительного подогрева теплоносителя либо в структуре централизованной системы отопления.

Особенно актуальным такое решение выглядит в случае необходимости создания «аварийной» системы обогрева жилья. При крайне нестабильной работе отопления тены поддерживают комфортный уровень тепла и уберегают радиаторы от промерзания.

Применение наряду с тенами функциональных термостатов позволяет точно отрегулировать температуру теплоносителя. Наличие специальных датчиков температуры уберегает устройство от перегрева.

Помимо основных способов применения тенов, существует ряд дополнительных функций:

Режим «Турбо» — при соответствующем управлении терморегулятором нагревательный элемент некоторое время выдает максимальную мощность. Это дает возможность быстро и качественно обогреть помещение до достижения необходимой температуры.
Функция «Антипромерзание» — поддерживает минимальную температуру, не позволяя теплоносителю замерзнуть в радиаторе отопления.

Структура

Давайте рассмотрим более конкретно, что представляет собой электрический тен для батареи отопления. По-сути данный обогревательный элемент является не более чем металлической трубкой, в которую вмонтирована медная спираль. При помощи специального наполнителя спираль изолируется от трубки.

Такая простая конструкция встроена в защитный корпус, который обеспечивает безопасность и надежность эксплуатации нагревательного элемента.

Принцип работы

Действие электрического тэна является достаточно простым для понимания среднестатистического пользователя. Ввиду разницы в весе холодного и разогретого теплоносителя возникает однонаправленный поток. Разогретая жидкость стремится вверх. В то же время среда, которая уже успела отдать тепло и охладиться, опускается вниз.

Для самодельных батарей с тэном оптимальным вариантом является применение в качестве теплоносителя трансформаторного масла. Такая рабочая жидкость быстро разогревается и крайне медленно остывает, обладая низкой температурой замерзания. Схожими свойствами обладает автомобильный тосол.

Как самостоятельно обустроить электрическую систему отопления

Прежде чем использовать тэн в радиаторах отопления, стоит определиться с необходимой мощностью отопления. Также важно обладать информацией о характеристиках электрического нагревательного элемента, в частности, о его производительности. Это позволит избежать перегорания проводки и лишних затрат на покупку нового кабеля.

Нужно понимать, что самостоятельное обустройство отопления при наличии некоторых ошибок может привести к недостаточно эффективному обогреву жилья или и вовсе неправильной работе системы. Чтобы все стабильно функционировало, рекомендуется обзавестись терморегулятором. Дополнительно стоит выполнить монтаж специальной защитной коробки, функционирование которой рассчитано на мощность определенных тэнов.

Расчеты

Число и производительность устройств для обогрева дома на основе электрической системы отопления вычисляется с учетом объемов помещений. Для начала выбираются средние показатели мощности, достаточные для качественного отопления 1 м3 жилплощади.

Средние значения для помещений:

с надежной теплоизоляцией, оборудованной согласно европейским стандартам – 20 Вт/м3;
с современными стеклопакетами, эффективной изоляцией перекрытий и стен – 30 Вт/м3;
с недостаточно надежной теплоизоляцией – 40 Вт/м3;
с откровенно плохой изоляцией – 50 Вт/м3 и более.

Опираясь на вышеуказанные расчеты, определяется необходимая мощность для качественного отопления конкретного помещения. Исходя их тех же значений, подбирается достаточное количество нагревательных элементов.

Правильное выполнение расчетов является крайне важным. Как показывает практика, при грамотном подборе оборудования и надежном монтаже установка электрического отопления даже в деревянный дом становится абсолютно безопасным решением.

Этапы монтажа

Независимо от производителя устанавливается тэн в радиаторы отопления по единому принципу. Чтобы выполнить самостоятельный монтаж нагревательного элемента, достаточно следовать инструкции:

Прибор, куда будет произведен монтаж, должен быть обесточен.
Приостанавливается подача рабочей жидкости в батареи, после чего происходит ее слив.
Вместо нижней пробки устанавливается нагревательный тэн, который должен войти в трубу для подачи воды.
Восстанавливается подача жидкости, а затем происходит проверка герметичности радиатора.
Обогревательный элемент подсоединяется к электросети.

Меры предосторожности

Применяя тэн для радиаторов системы отопления, следует придерживаться определенных требований безопасности.
Устанавливая отопление, важно проверить надежность работы вентиляции. Также при выполнении работ необходимо переместить легко воспламеняемые и взрывоопасные вещества в защищенное, труднодоступное место на безопасное расстояние от отопительного прибора.
Прежде чем выполнять подключение отопительного устройства с тэном и терморегулятором, стоит лишний раз проверить, насколько электропроводка справляется с возложенной на нее нагрузкой. Превышение допустимой мощности чревато перегревом проводов, возникновением коротких замыканий и возгораний.

При подсоединении обогревательных приборов с тэнами нужно избегать применения обычных бытовых переносок. Оптимальным вариантом считается эксплуатация сетевых фильтров. Такое решение позволяет автоматически обесточить прибор при скачках напряжения в системе.
Абсолютно недопустимо использовать батареи с электрическим нагревательным элементом для просушки вещей.
При работе тэна происходит интенсивный подогрев рабочей жидкости. Его эксплуатация на протяжении долгого времени приводит к выжиганию кислорода. Поэтому длительное нахождение в таком помещении скрывает в себе опасность для здоровья.

Плюсы электрического обогрева

Отопительное оборудование с терморегулятором, которое функционирует от электросети, является хорошим выбором для обогрева загородного жилья. В сравнении с централизованным газовым и твердотопливным отоплением электрическое имеет массу очевидных преимуществ:

Цены на электричество растут не настолько стремительно, как на другие источники энергии, что способствует некоторой экономии.
Нагревательные тэны могут применяться не только в чугунных батареях, но также использоваться в алюминиевых радиаторах.
Электрическое отопление без проблем обеспечивает комфортный уровень температуры в загородном доме практически любой площади.
Отопление может оборудоваться дополнительной автоматикой.
Батареи со встроенными тэнами можно использовать не только как основной, но и дополнительный источник тепла.
Для установки тэна не требуется оформление разрешительной документации.
Применение современных алюминиевых элементов обогрева в электрических системах отопления позволяет сохранить эстетическую привлекательность интерьеров.

Электрический нагрев сопротивлением | Министерство энергетики

Энергосбережение

Изображение

Электрический резистивный нагрев на 100 % энергоэффективен в том смысле, что вся поступающая электрическая энергия преобразуется в тепло. Однако большая часть электроэнергии производится с помощью угольных, газовых или масляных генераторов, которые преобразуют только около 30% энергии топлива в электричество. Из-за потерь при производстве и передаче электроэнергии электрическое тепло зачастую дороже, чем тепло, производимое в домах или на предприятиях, где используются приборы для сжигания топлива.

Если единственным вариантом является электричество, тепловые насосы предпочтительнее в большинстве климатических условий, поскольку они легко сокращают потребление электроэнергии на 50 % по сравнению с электрическим обогревом. Могут быть некоторые исключения, например, в климате с таким небольшим количеством отопительных дней, что стоимость обогрева электрическим сопротивлением незначительна.

Электрическое отопление сопротивлением также может иметь смысл для пристройки к дому, если нецелесообразно расширять существующую систему отопления для снабжения теплом новой пристройки.

Типы электрических нагревателей сопротивления

Нагрев электрическим сопротивлением может подаваться от централизованных электропечей с принудительной подачей воздуха или от обогревателей в каждом помещении. Комнатные обогреватели могут состоять из электрических плинтусных обогревателей, электрических настенных обогревателей, электрических обогревателей или электрических обогревателей.

Электрические печи

Эксплуатация электрических печей дороже, чем других систем электрического сопротивления, из-за потерь тепла в воздуховодах и дополнительной энергии, необходимой для распределения нагретого воздуха по всему дому (что характерно для любой системы отопления, в которой для распределения используются воздуховоды). Нагретый воздух подается по всему дому по приточным каналам и возвращается в топку по обратным каналам. Если эти воздуховоды проходят через неотапливаемые помещения, они теряют часть своего тепла за счет утечки воздуха, а также излучения и конвекции с поверхности воздуховода.

Вентиляторы (большие вентиляторы) в электрических печах перемещают воздух через пакет из трех-семи катушек электрического сопротивления, называемых элементами, каждая из которых обычно имеет номинальную мощность пять киловатт. Нагревательные элементы печи включаются поэтапно, чтобы не перегружать электрическую систему дома. Встроенный термостат, называемый ограничителем, предотвращает перегрев. Этот ограничитель может отключить печь, если вентилятор выйдет из строя или если грязный фильтр блокирует поток воздуха.

Как и в случае любой печи, важно очищать или заменять фильтры печи в соответствии с рекомендациями производителя, чтобы система работала с максимальной эффективностью.

Электрические плинтусные обогреватели

Электрические плинтусные обогреватели представляют собой зональные обогреватели, управляемые термостатами, расположенными в каждой комнате. Плинтусные обогреватели содержат электрические нагревательные элементы, заключенные в металлические трубы. Трубы, окруженные алюминиевыми ребрами для облегчения теплопередачи, проходят по всей длине корпуса нагревателя плинтуса или шкафа. Когда воздух внутри обогревателя нагревается, он поднимается в комнату, а более холодный воздух втягивается в нижнюю часть обогревателя. Некоторое количество тепла также излучается трубой, ребрами и корпусом.

Плинтусные обогреватели обычно устанавливаются под окнами. Там поднимающийся теплый воздух противодействует падающему прохладному воздуху из холодного оконного стекла. Плинтусные обогреватели редко размещают на внутренних стенах, потому что стандартная практика обогрева заключается в подаче тепла по периметру дома, где происходят самые большие потери тепла.

Плинтусные обогреватели должны располагаться не менее чем на три четверти дюйма (1,9 сантиметра) над полом или ковром. Это делается для того, чтобы более холодный воздух на полу проходил под ребрами радиатора и через них, чтобы его можно было нагреть. Утеплитель также должен плотно прилегать к стене, чтобы теплый воздух не проходил за ним и не испачкал стену частицами пыли.

Качество плинтусных обогревателей значительно различается. Более дешевые модели могут быть шумными и часто плохо контролируют температуру. Ищите этикетки от Underwriter's Laboratories (UL) и Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA). Сравните гарантии различных моделей, которые вы рассматриваете.

Электрические настенные обогреватели

Электрические настенные обогреватели состоят из электрического элемента с отражателем позади него для отражения тепла в помещение и, как правило, вентилятора для перемещения воздуха через обогреватель. Обычно они устанавливаются на внутренних стенах, поскольку установка на наружной стене затрудняет изоляцию.

Системы контроля

Все виды электронагрева контролируются термостатом. В плинтусных нагревателях часто используется термостат сетевого напряжения (термостат напрямую регулирует мощность, подаваемую на нагревательное устройство), в то время как в других устройствах используются термостаты низкого напряжения (термостат использует реле для включения и выключения устройства). Термостаты сетевого напряжения могут быть встроены в нагреватель плинтуса, однако они часто не точно определяют температуру в помещении. Вместо этого лучше использовать удаленный сетевой или низковольтный термостат, установленный на внутренней стене. Доступны как сетевые, так и низковольтные термостаты в виде программируемых термостатов для автоматического снижения температуры ночью или во время вашего отсутствия.

Плинтусные обогреватели подают тепло в каждую комнату индивидуально, поэтому они идеально подходят для зонального отопления, которое включает в себя обогрев занятых комнат в вашем доме, позволяя нежилым помещениям (например, пустым комнатам для гостей или редко используемым комнатам) оставаться более прохладными. Зональное отопление может обеспечить экономию энергии более чем на 20% по сравнению с обогревом всей площади вашего дома.

Зональный обогрев наиболее эффективен, когда более холодные части дома изолированы от нагретых, что позволяет различным зонам работать независимо друг от друга. Обратите внимание, что более прохладные части вашего дома по-прежнему должны нагреваться до температуры значительно выше нуля, чтобы избежать замерзания труб.

Учить больше
Ссылки

Электрическое сопротивление

Домашние системы отопления Узнать больше

Программируемые термостаты Узнать больше

Лучистое отопление Узнать больше

Малые обогреватели Узнать больше

Отопление и охлаждение ENERGY STAR

Домашнее отопление 101

производителей нагревательных элементов | Поставщики нагревательных элементов

Список производителей нагревательных элементов

Применение

Нагревательные элементы питают отопительные приборы современного поколения. Электрические обогреватели, фены, паяльники, душевые кабины, водонагреватели, плиты, тостеры, сушилки для белья и т. д. — это лишь несколько примеров бесчисленного множества приборов, в которых используются нагревательные элементы. Нагревательные элементы также чрезвычайно важны в промышленных и коммерческих условиях, где они используются для питания таких механизмов, как: диффузионные насосы, печи для обжига, печи и погружные нагреватели жидкости из нержавеющей стали.

Нагревательные элементы необходимы во всех отраслях промышленности. Некоторые из наиболее известных из этих отраслей включают: HVAC, электронику, здравоохранение, водоснабжение, отопление дома, бытовую технику, промышленное производство, металлообработку, коммерческое приготовление пищи, полупроводники, керамику и стекло.

История нагревательных элементов

В 1879 году Томас Эдисон использовал угольную нить, чтобы зажечь свою лампу накаливания. Поскольку эта нить также выделяла тепло, он получил признание за изобретение первого нагревательного элемента. Однако мы начали использовать такие элементы специально для выработки тепла только в следующем столетии. Однако мы работали над формами отопления.

Процесс, посредством которого работает отопление, был впервые описан и разработан как первый закон термодинамики в конце 19 века Джулиусом Робертом Майером и Джеймсом Прескоттом Джоулем. Вскоре после этого изобретатели того времени начали применять термодинамику для создания нагревательных элементов. Например, в 1868 году художник из Лондона Бенджамин Уодди Моган разработал первый газовый водонагреватель. Однако, поскольку у него не было системы вентиляции для рассеивания паров, он был небезопасен для домашнего использования. 21 год спустя Эдвин Рууд, американец норвежского происхождения, изобрел первый электрический водонагреватель, который работал намного лучше.

Одним из самых ранних обнаруженных нагревательных элементов, которые до сих пор используются, является карбид кремния. Он был открыт в 1891 году американским изобретателем Эдвардом Г. Ачесоном, который обнаружил его случайно при попытке синтезировать алмазы. Вместо этого он получил синтетический материал, чрезвычайно твердый и идеально подходящий для высокотемпературных применений и полупроводников. В следующем десятилетии, в 1905 году, Альберт Марш открыл NiChrome (хромель). Поскольку NiChrome может достигать температуры в 300 раз выше, чем у конкурирующих нагревательных элементов того времени, он произвел революцию в отрасли. В 1906 марта Марш запатентовал свое открытие. Всего три года спустя General Electric начала продавать первый успешный электрический тостер с использованием NiChrome. Вскоре после этого производители электрифицировали чайники. Сначала их нужно было нагревать на змеевиковых элементах, но позже в них встроили нагревательные элементы.

Раньше нагревательные элементы использовались только богатыми и прибыльными предприятиями. Однако во время экономического бума после Второй мировой войны электрические приборы с нагревательными элементами наводнили рынок и стали обычным явлением в доме. Типичными отопительными приборами того времени были: барные обогреватели, электрические радиаторы и переносные масляные радиаторы. В 19В 50-х годах лучистое отопление бара было невероятно популярным, потому что модели были портативными и их можно было подключить где угодно. Кроме того, они очень быстро давали тепло. Однако, хотя они были менее опасны, чем нагреватели, работающие на топливе, они не имели достаточной защиты и подвергали пользователей возможности ожогов. Кроме того, если их опрокинуть или кто-то накинул на них одежду, они легко могли вызвать пожар. Сегодня некоторые люди все еще используют барные нагреватели, хотя они должны соответствовать гораздо более высоким стандартам безопасности, чем в 19-м веке.50-е годы. Из стержневого нагревателя родились многие другие нагреватели с проволочными элементами, такие как инфракрасные обогреватели, которые мы используем сегодня.

В 1960-е годы, когда домовладельцы стали все больше и больше полагаться на домашнее отопление, цены взлетели до небес. Чтобы снизить расходы на отопление, производители в Великобритании изобрели новый тип обогревателя — аккумулирующий. Накопительные нагреватели работали с использованием электрических ТЭНов, которые нагревали термокирпичи внутри теплового тела в течение ночи. Затем в течение дня пользователи могли бы отдавать тепло по мере необходимости, не вырабатывая больше электроэнергии. В 19В 70-х правительства всего мира столкнулись с нефтяным кризисом и поэтому обратились к большему количеству электрических нагревательных элементов. В конце концов, накопительные нагреватели вышли из моды, потому что ими приходилось управлять вручную и требовалось много предупредительных действий со стороны пользователей. Кроме того, они не были энергоэффективными. С наступлением 1990-х годов люди начали менять свои промышленные и домашние системы отопления на более современные электрические радиаторы, которыми легче управлять, они быстрее нагреваются и более энергоэффективны. Еще одно нововведение 90s — трафаретная печать металлокерамических дорожек на металле с керамической изоляцией. Нагревательные элементы, созданные таким образом, широко используются в бытовой технике, например, в чайниках.

Цифровой рост 21 века позволил нагревательным элементам и системам, которые они обслуживают, стать намного более чувствительными, интуитивными и энергоэффективными. Узлы нагревательных элементов теперь включают в себя такие элементы, как светодиодные экраны, управление по Wi-Fi, интеллектуальные счетчики, цифровые клавиатуры и цифровые программаторы для температурных графиков нагрева. Подобные функции позволяют современным нагревательным элементам работать с предельной точностью и сложностью. Еще одним отличием нагревательных элементов 21 века является тот факт, что они гораздо меньше зависят от ископаемого топлива, поскольку устойчивость, энергоэффективность и здоровье стали гораздо важнее.

Характеристики

Нагревательные элементы отвечают за преобразование электричества в тепло. Для перевода энергии они следуют теории джоулевого нагрева. Когда электрическая энергия проходит через элемент, она попадает на сопротивление большой емкости. Сопротивление преобразуется в электрическую энергию, которая преобразуется в тепловую энергию. Количество произведенной тепловой энергии коррелирует с тем, насколько материал сопротивляется приложенному электрическому току. Измерение удельного сопротивления провода элемента данной длины основано на сопротивлении по длине и площади поперечного сечения. Инженеры измеряют это в омах на метр. В свою очередь, они используют омы для расчета киловаттной (кВт) нагрузки элемента. Нагрузка в кВт показывает, сколько электроэнергии несет нагревательный элемент.

Типы нагревательных элементов

Разновидности нагревательных элементов, используемых в промышленных, коммерческих и потребительских целях, включают: погружные, кварцевые, гибкие, инфракрасные, проволочные, керамические, электрические, металлические и композитные нагревательные элементы, среди многих других.

Погружной нагревательный элемент
Погружной нагревательный элемент используется для нагрева газов и жидкостей; у них есть особая способность погружаться в материалы, которые они нагревают, без сбоев. Погружные нагреватели также характеризуются быстрыми, эффективными и экономичными решениями для обогрева. Типы материалов, которые они обычно нагревают, включают гальванические ванны, слабые кислоты, масла, воду, соли, воздух и химические растворы. Погружные нагревательные элементы в основном используются в таких системах, как: технологические системы, котлы, водонагреватели, системы теплопередачи, масляные нагреватели и резервуары для хранения.

Кварцевый нагревательный элемент
Кварцевый нагревательный элемент преобразует электрический ток в инфракрасное излучение, пропуская его через специальные резисторы. При этом они обеспечивают быстрый нагрев. Эти высокие скорости процесса делают их очень популярными для использования в промышленных приложениях, таких как отверждение пленки, термоформование, порошковые покрытия, герметизация клеем и сушка краски, а также в приложениях зонального контроля в автомобильной, полиграфической, нефтехимической, текстильной, стекольной и электронной промышленности.

Гибкий нагревательный элемент
Гибкие нагревательные элементы могут соединяться с различными соединениями и формами и обеспечивать прямой нагрев. Эта универсальность возможна, потому что они очень тонкие и гибкие.

Инфракрасный нагревательный элемент
Инфракрасные нагревательные элементы излучают тепло в виде инфракрасных волн, которые представляют собой тип электромагнитного излучения, известного своей эффективностью передачи тепла. Инфракрасные нагревательные элементы используются в сочетании с излучающими нагревателями, такими как канальные, погружные и трубчатые нагреватели, которые нагревают воздух или жидкость в больших масштабах. Они поддерживают промышленные печи, обогрев сосудов под давлением, обогрев резервуаров для хранения, бойлеры, водоочистные сооружения, производство пара и многое другое.

Проволочный нагревательный элемент
Обычно нагревательные элементы любого типа имеют форму змеевиков или проводов. Фактически, проволочные нагревательные элементы являются одними из наиболее широко используемых нагревательных элементов для промышленной и коммерческой сушки. Чтобы сделать их, производители наносят на них электрические схемы. Их можно найти в нагревателях для обработки поверхностей, печах и многих других сушилках.

Керамический нагревательный элемент
Другой тип нагревательного элемента, керамический нагревательный элемент, используется в конвекционном нагреве; керамические элементы встроены в обогреватели, печи и полупроводники. Существует несколько типов керамических нагревательных элементов, включая дисилицид молибдена и PTC.

Элемент дисилицида молибдена
Дисилицид молибдена представляет собой материал, обладающий характеристиками как металла, так и керамики. Обладая чрезвычайно высокой температурой плавления (точнее, 3690 ºF), он считается идеальным для ряда нагревательных элементов большой мощности, используемых в различных отраслях промышленности, включая производство стекла.

PTC
PTC, который распространяется на положительный термический коэффициент сопротивления, представляет собой высококачественный керамический материал, который используется в автомобильных обогревателях заднего стекла, обогревателях помещений и дорогих фенах. Также доступна керамика PTC на полимерной основе, которая используется во многих нагревателях специального назначения. Эти элементы увеличивают нагрев, так как их сопротивление усиливается. Управлять нагревом этих элементов просто, потому что они подходят для саморегулирующихся электронагревателей.

Электрический нагревательный элемент
Электрические нагревательные элементы также широко распространены, особенно при обслуживании промышленных электрических нагревателей.

Патронный нагреватель
Патронные нагреватели обеспечивают локальную подачу тепла к частям оборудования при производстве металлов, пенопласта, пластика, пищевой промышленности и упаковки.

Металлические нагревательные элементы
Как следует из названия, металлические нагревательные элементы состоят в основном из металлов. Поскольку металл, как правило, является хорошим проводником тепла и электричества, элементы на основе металла являются одним из наиболее эффективных нагревательных элементов. Они используются как в бытовой, так и в промышленной технике. Их можно разделить на множество подтипов, включая нагревательные элементы на основе нихрома и нагревательные элементы на основе проволоки с резистивным элементом.

Нагревательный элемент из нихрома
Многие электрические нагреватели имеют элементы из нихрома, сплава, состоящего в основном из никеля и хрома. В нагревателях на основе нихрома используются сплавы, содержащие 80% никеля и 20% хрома.

Нагревательный элемент с резистивной проволокой
Некоторые детали на металлической основе состоят из набора высокопрочных проволок и лент. Эти провода иногда могут быть прямыми или спиральными, в зависимости от конструкции и нагревательной способности прибора. Эти провода используются в качестве сопротивления. Приложения, в которых вы можете найти такое обеспечение, — это тостеры и ручные массажеры для тела. Кантал, нихром и мельхиор – это несколько наиболее часто используемых металлов в конструкции проводов сопротивления.

Спиральный нагреватель
Спиральные нагреватели, ленточные нагреватели или ленточные нагреватели помогают экструзионным каналам и бункерам поддерживать пластичность материалов во время их экструзии.

Композитные нагревательные элементы
Композитные нагревательные элементы представляют собой нагревательные элементы, состоящие из смеси металлических и керамических материалов. Эти нагревательные элементы доступны во многих типах, включая, среди прочего, трубчатые элементы, радиоактивные элементы и нагревательные элементы со съемным керамическим сердечником.
Трубчатый нагревательный элемент
Трубчатые элементы в основном представляют собой металлические трубки с тонкой спиралью из нихрома, которая нагревает изделие. Названные в честь своей трубчатой формы, трубчатые нагревательные элементы используются в духовках, посудомоечных машинах и т. д. Им можно придать стандартную форму, или они могут принять индивидуальную форму для конкретного приложения.

Радиоактивный нагревательный элемент
Радиоактивные элементы, также известные как тепловые лампы, представляют собой мощные лампы накаливания, излучающие преимущественно инфракрасные волны, а не видимый свет. Чаще всего они используются в лучистых обогревателях и многих типах подогревателей пищи. Они бывают двух основных видов: трубчатые и рефлекторные R40. Нагревательные элементы рефлекторных ламп бывают нескольких основных стилей: с золотым покрытием, с рубиново-красным покрытием и прозрачными.

• Лампы с золотым покрытием имеют внутреннюю золотую дихроичную пленку. Это уменьшает видимый свет и пропускает большую часть коротких и средних инфракрасных волн. Они в основном используются для обогрева людей.
• Лампы с рубиновым покрытием выполняют те же функции, что и лампы с золотым покрытием. Они намного дешевле, чем лампы с золотым покрытием, но дают гораздо более сильное видимое свечение.
• Прозрачные лампы не имеют покрытия и используются в основном в промышленных производственных процессах.

Съемный керамический стержень
Эти нагревательные элементы состоят из намотанной проволоки сопротивления, продетой через один или несколько цилиндрических керамических сегментов, которые могут иметь или не иметь центральный стержень. Они работают, когда вставлены в металлическую трубку или оболочку, запаянную с одного конца. Благодаря этому пользователи могут легко заменять или ремонтировать съемные элементы, не опасаясь что-либо сломать. Обычно они используются для нагрева жидкости под давлением.

Композитный элемент из углеродного волокна
Эти нагревательные элементы состоят из комбинации углеродного волокна и резистивного материала, такого как никель, термореактивного материала, такого как эпоксидная смола, или термопласта, такого как PEEK. Композитные элементы из углеродного волокна, как правило, устойчивы к коррозии, устойчивы к экстремальным температурам и имеют малый вес. Они часто используются для защиты от обледенения самолетов, бытового и промышленного отопления.

Принадлежности

Нужны ли вам аксессуары для нагревательного элемента и какие именно, полностью зависит от вашего применения. Вот несколько примеров того, что вы можете встретить: держатели проводов и элементов, термовыключатели, ручные соединительные зажимы, плоскогубцы, плетеный провод, силиконовые уплотнительные кольца, болты, адаптеры, удлинители, шнуры питания и электрические коробки.

Правильный уход за нагревательными элементами

Для обеспечения безопасной и эффективной работы необходимо правильно сочетать нагревательный элемент и его применение. Невыполнение этого требования может привести к короткому замыканию, возгоранию, повреждению продукта или потере оборудования.

Большинство обогревателей со временем теряют свою теплотворную способность. Когда производительность нагревателя снижается, это просто означает, что возникла проблема с его нагревательным элементом. Поэтому время от времени вам нужно будет заменить нагревательный элемент. Как правило, производители предлагают варианты запасных элементов, которые можно приобрести или изготовить на заказ, в зависимости от потребностей клиента. Чаще всего этот процесс замены занимает довольно короткое время и считается частью регулярного графика технического обслуживания. Однако, если нагревательный элемент выходит из строя в предмете конечного пользователя, таком как фен, вероятно, более экономично заменить весь предмет, а не его нагревательный элемент.

Производители могут предложить установить сменный элемент, либо вы можете сделать это самостоятельно. Чтобы получить пошаговое руководство по тестированию и замене старого нагревательного элемента, продолжайте читать. Наши советы способствуют безопасности пользователей; однако, если вы не уверены, вам следует попросить эксперта провести тестирование и замену.

1. Сначала выполните визуальный осмотр. Если вы видите какие-либо признаки обесцвечивания, повреждения или горения на катушке, элемент необходимо заменить. Если вы не заметите ничего необычного при первоначальной оценке, то можете приступать.
2. Рассчитайте сопротивление элемента. Это математическое упражнение; Вы можете использовать калькулятор, чтобы найти сопротивление детали. Простая формула для этого расчета: R = (V x V) ÷ P. В этом уравнении R обозначает сопротивление, V — напряжение, а P — мощность, которая требуется элементу.
3. Как только вы определили сопротивление, пришло время проверить элемент с помощью измерительного прибора – мультиметра. Настройте прибор на отображение сопротивления и выберите для этого подходящую измерительную шкалу. Убедитесь, что нагреватель не подключен к источнику питания. Теперь измерьте сопротивление элемента, прикоснувшись к клеммам нагревательных элементов проводами мультиметра.
4. Сопоставьте показания мультиметра с рассчитанными значениями сопротивления.

Если есть совпадение, то с элементом проблем нет. В этом случае, если в последнее время вы заметили какие-либо неравномерности нагрева вашего прибора, то, вероятно, с ним связана какая-то другая проблема. Вам нужно проверить это в ремонтной службе.

Однако, если наблюдаемое значение выше или ниже расчетного, элемент необходимо заменить. Вы можете сделать это с помощью профессиональной службы или посмотреть видео-учебник по замене элемента.

ПРИМЕЧАНИЕ. Если вы выполняете этот тест в водонагревателе, вам необходимо слить всю воду из бака и дать ей полностью высохнуть. Вы также должны отключить устройство и выключить панель выключателя. После этого осторожно отсоедините электрические провода и откройте бак, чтобы выполнить проверку и замену.

Стандарты

Все нагревательные элементы должны соответствовать стандартам безопасности UL (Underwriters Laboratories). UL имеет стандарты соответствия для широкого спектра применений нагревательных элементов, таких как электрический нагрев воздуховодов, коммерческое электрическое приготовление пищи и обогрев, а также электрические нагревательные элементы в оболочке. Мы также рекомендуем, чтобы все электрические нагревательные элементы соответствовали стандартам Национального электротехнического кодекса (NFPA 70).