Obecnie na rynku dostępnych jest wiele elektrycznych rurowych grzejników elektrycznych do ogrzewania. Modele różnią się wyglądem, mocą, stopniem ochrony powłoki zewnętrznej. Ale zasada ich działania nie zmieniła się praktycznie od połowy XX wieku.
Wewnątrz rurki, wykonanej z metalu o dobrych właściwościach przewodzenia ciepła, znajduje się drut (nichrom) skręcony w spiralę i chłodziwo (peryklaza). Do tego elementu doprowadzany jest prąd, drut się nagrzewa.
Jest używany jako główny składnik wielu urządzeń gospodarstwa domowego:
- Pralka;
- Zmywarka;
- bojler;
- czajnik elektryczny i wiele innych.
Ale dziś dużą popularność zyskały elementy grzejne do systemów grzewczych. Urządzenie jest wkładane do grzejnika, a podstawa z punktem przyłączenia pozostaje na zewnątrz.
Taki system daje właścicielowi szereg możliwości:
- Utrzymanie komfortowej temperatury o każdej porze roku. Jest to szczególnie wygodne jesienią przed rozpoczęciem sezonu grzewczego lub wiosną po wyłączeniu centralnego ogrzewania;
- Organizacja autonomicznego ogrzewania w już gotowym systemie zasilanie centralnego ogrzewania;
- Służy do ogrzewania awaryjnego płyny w razie wypadków w okresie zimowym;
- Oszczędność pieniędzy na ogrzewaniu powietrzem ze względu na wysoką wydajność.
Jednak bezpośrednie ogrzewanie konwekcyjne również nie zostało anulowane, dlatego rura grzewcza jest aktywnie wykorzystywana w konwektorach, kurtynach cieplnych lub pistoletach i tak dalej.
Cel ogrzewania elementów grzejnych
Elektryczne elementy grzejne zyskały popularność dzięki swojej wszechstronności i wysokiej wydajności. Cała energia elektryczna, którą zużywają, jest zużywana zgodnie z jej przeznaczeniem - do ogrzewania otaczającej przestrzeni.
Głównymi urządzeniami grzewczymi, w których stosowane są elementy grzejne, są:
- Przenośne i stacjonarne elektryczne nagrzewnice olejowe.
- Grzejniki wodne.
- Podgrzewane wieszaki na ręczniki do łazienki.
- Kominki elektryczne.
- Konwektory elektryczne.
- Kotły elektryczne.
Określony sprzęt może służyć jako główne lub dodatkowe źródło ciepła. Jest niedrogi, łatwy w montażu i nie wymaga specjalnych umiejętności podczas obsługi.
Grzałkę można podłączyć do żeliwnego grzejnika centralnego ogrzewania po odłączeniu wspólnego pionu. Takie urządzenie może służyć do ogrzewania głównego i dodatkowego.
Zakres stosowania elementów grzejnych
Możliwe jest zastosowanie elementu grzejnego do grzejnika (pokazanego na zdjęciu) podczas układania autonomicznych grzejników jednocześnie ze scentralizowanym systemem grzewczym w celu zapewnienia dodatkowego ogrzewania chłodziwa.
Najczęściej decyzję o zainstalowaniu elementu grzejnego w baterii podejmują właściciele nieruchomości, gdy ogrzewanie w mieszkaniu lub domu jest niestabilne lub często jest wyłączone. To urządzenie grzewcze jest dobrą alternatywą, aby zapobiec wychłodzeniu budynku i rozmrożeniu akumulatorów.
Wewnętrzny układ grzejników elektrycznych
Wygodne jest rozważenie urządzenia na przykładzie modelu rurowego. Nagrzewnica elektryczna to ceramiczna lub metalowa rura wypełniona przewodnikiem termicznym ze spiralą umieszczoną wewnątrz. W miejscu mocowania rury do kołnierza znajdują się tuleje izolacyjne, które uniemożliwiają kontakt spirali przewodzącej z korpusem elementu grzejnego.
W większości modeli elementów grzejnych stosowane są podobne elementy, jednak ich trwałość może się różnić w zależności od jakości wykonania
Nagrzewnica elektryczna mocowana jest głównie za pomocą połączenia kołnierzowego, co umożliwia uszczelnienie środowiska wewnętrznego nagrzewnicy od przestrzeni zewnętrznej. Wadą tej konstrukcji jest brak możliwości wymiany cewki, gdy przepali się ona wewnętrznie.
Elektryczne grzejniki rurowe żebrowane
Grzejniki żebrowane również należą do elementów typu rurowego, ale posiadają również żebra, które są umieszczone w płaszczyznach prostopadłych do osi rury grzejnika. Takie żebra są wykonane z metalowej taśmy i są przymocowane do rury za pomocą podkładek i nakrętek zaciskowych. To samo urządzenie jest wykonane ze stali nierdzewnej lub stali konstrukcyjnej.
Ten rodzaj elementu grzejnego znajduje zastosowanie w urządzeniach grzewczych, które ogrzewają powietrze lub gaz. Często spotyka się je w urządzeniach takich jak kurtyny powietrzne czy konwektory (czytaj: „Elektryczne konwektory grzewcze: jak wybrać - małe sztuczki”). Służą do ogrzewania pomieszczeń za pomocą termicznej masy powietrza.
Zasada działania elementów grzejnych
Element grzejny działa zgodnie z następującą zasadą. Po podłączeniu do sieci cewka wewnętrzna jest podgrzewana, a energia przekazywana jest do przewodnika cieplnego i osłony zewnętrznej. Następnie ciepło jest przekazywane do otaczającej cieczy, powietrza lub materiału stałego.
Podczas podgrzewania elementu grzejnego zanurzonego w oleju lub wodzie wokół rury powstają przepływy konwekcyjne, które mieszają chłodziwo i przyczyniają się do jego równomiernego nagrzewania.
Kotły elektryczne są znane ze swojej niezawodności i łatwości konserwacji. Nie mają wielu skomplikowanych części, dzięki czemu są łatwe w obsłudze i utrzymaniu.
W grzejnikach bez cieczy temperatura ogrzewania jest zwykle ograniczona, aby nie uszkodzić otaczających części i nie spowodować pożaru.
Aby przyspieszyć wymianę ciepła, często używają wentylatora, który cyrkuluje powietrze zarówno wewnątrz urządzenia, jak iw otaczającym pomieszczeniu.
Jak poprawnie z niego korzystać?
Oprócz banalnego nieprzestrzegania instrukcji obsługi i zasad bezpieczeństwa, elementy grzejne mogą się zepsuć z powodu:
- korozja skorupy;
- jego pęknięcie w wyniku przegrzania;
- stałe spadki napięcia sieciowego;
- i tylko ogólne rozhermetyzowanie rury.
Aby urządzenie jak najdłużej ogrzewało Twój dom, musisz przestrzegać prostych zasad:
- Podczas podłączania przewodów nie należy być zbyt gorliwym i niepotrzebnie dokręcać nakrętki styków końcówek wyjściowych elementu grzejnego - mogą pęknąć.
- Urządzenie należy podłączyć do sieci tylko wtedy, gdy znajduje się w wodzie. W przeciwnym razie, obniżając rozgrzaną spiralę do wody, możesz uzyskać dość silną eksplozję.
- Powierzchnia rury grzewczej musi być regularnie odkamieniana. Wszystko zależy od jakości wody, ale przy ciągłej pracy najlepiej ją czyścić raz na kwartał, unikając tworzenia się kamienia o więcej niż 2 mm.
- W przypadku problemów z jakością zasilania należy podłączyć zasilacz awaryjny lub stabilizator.
- W przypadku płynu chłodzącego najlepiej wlać wodę destylowaną do układu, procent zanieczyszczeń w nim jest minimalny. Są przyczyną pojawienia się kamienia na powłoce elementu grzejnego.
- Użyj wyłączników różnicowoprądowych (RCD) - w przypadku awarii elementu grzejnego zostanie on natychmiast odłączony od sieci.
- Konieczne jest wykonanie uziemienia.
Ważne jest, aby zrozumieć. W żadnym wypadku żaden element grzejny nie może być zamontowany w grzejniku. Musisz wybrać specjalistyczne modele ściśle według wymaganej średnicy.
Rodzaje elementów grzejnych do urządzeń grzewczych
Prostota wykonania elementów grzejnych nie zawsze przekłada się na wygodę dla użytkowników. Wielu producentów produkuje grzejniki elektryczne o określonym kształcie i mocowaniu.W przypadku awarii dość trudno je kupić w sklepie. Dlatego w celu prawidłowego wyboru konieczne jest zbadanie wszystkich możliwych opcji projektowych.
Modele rurowe do ogrzewania domowego
Rurowa konstrukcja grzejników elektrycznych jest najczęściej stosowana w mobilnych grzejnikach olejowych, przenośnych i naściennych grzejnikach elektrycznych. Przenikanie ciepła w nich może zachodzić za pomocą: konwekcji, promieniowania podczerwonego lub przewodzenia ciepła.
Gotowe elementy grzejne z regulatorem i własnym przewodem zasilającym można kupić tylko wtedy, gdy masz pewność, że długość przewodu będzie wystarczająca
Kształt i długość rurki w takich urządzeniach może być dowolna i jest podyktowana jedynie cechami konstrukcyjnymi. Na przykład elementem grzejnym mikatremicznego grzejnika jest cewka umieszczona za płytą mineralną. Po podgrzaniu płyta emituje ciepło podczerwone.
Najczęstsze cechy to:
- średnica - 5-18 mm;
- długość - 200-6000 mm;
- materiał powłoki - stal, stal nierdzewna, ceramika, miedź;
- moc - 0,3-2,5 kW.
Elementy grzejne o mocy większej niż 2,5 kW nie są używane w domowych urządzeniach grzewczych, ponieważ okablowanie mieszkania po prostu nie może wytrzymać większego obciążenia.
Wersja żebrowana nagrzewnic elektrycznych
Urządzenia żebrowane są modyfikacją rurowego elementu grzejnego. Ich cechą jest obecność wielu cienkich stalowych płyt na całej długości urządzenia. Taka konstrukcja radykalnie zwiększa powierzchnię kontaktu z otoczeniem, zapewniając wysoką szybkość nagrzewania.
Żebrowane elementy grzejne są droższe, wymagają objętości przestrzeni roboczej, ale zapewniają wyższą charakterystykę urządzeń grzewczych
Modele żebrowane są stosowane głównie w grzejnikach do ogrzewania powietrza. Zapewniają szybki wzrost temperatury w pomieszczeniu, szczególnie z wbudowanym wentylatorem.
Projekty blokowe elementów grzejnych
Wersja blokowa reprezentuje kilka rurowych grzejników połączonych na podstawie jednego mocowania.
Przy wyborze blokowych elementów grzejnych należy zwrócić szczególną uwagę na ich moc oraz zdolność kotła z pompą do odprowadzenia ciepła
Ten projekt jest używany, gdy łączą się dwa czynniki:
- Potrzeba zwiększonej mocy urządzenia i wysokiego tempa nagrzewania się czynnika roboczego.
- Niemożność szybkiego przeniesienia energii cieplnej ze spirali do otoczenia ze względu na małą powierzchnię powłoki zewnętrznej.
W rzeczywistości w bloku grzejnym obciążenie każdej rury grzejnej maleje, a szybkość wymiany ciepła wzrasta. Urządzenia takie są częścią domowych kotłów grzewczych oraz przemysłowych elektrycznych instalacji grzewczych.
Moc modeli blokowych może wynosić 5-10 kW, dlatego po umieszczeniu ich w mieszkaniu należy wciągnąć dodatkowy kabel elektryczny do pomieszczenia.
Urządzenia typu nabojowego
Wkładowe elementy grzejne mają postać rury z jednym wolnym końcem, co wynika ze specyfiki ich montażu. Zewnętrzna powłoka jest zwykle wykonana z polerowanej stali, aby zapewnić maksymalny kontakt z otaczającym materiałem. Takie rurki są ciasno włożone do odpowiedniego otworu grzejnika.
Główną wadą wkładowych elementów grzejnych jest niewielki obszar powierzchni wymiany ciepła, co wymaga zastosowania określonych metod odprowadzania energii cieplnej
Mocowanie modeli wkładów odbywa się głównie za pomocą połączenia kołnierzowego. Zwykle są używane w przemyśle do podgrzewania części roboczych wytłaczarek.
Istnieją inne konstrukcyjne typy elementów grzejnych, ale są one stosowane głównie w produkcji przemysłowej i nie mają wpływu na rozważany temat.
Elementy grzejne do kotłów grzewczych
Ciepłe listwy przypodłogowe elektryczne i wodne do ogrzewania
W sprzedaży jest element grzejny do kotła grzewczego. Element grzejny jest montowany w urządzeniu grzewczym przez producenta w fabryce. Będziesz musiał wybrać nowy grzejnik elektryczny tylko wtedy, gdy się zepsuje lub jeśli potrzebujesz zwiększyć moc kotła. Jednocześnie istnieją dwa rodzaje elementów grzejnych: niektóre są instalowane w urządzeniach przemysłowych, a inne w kotłach do użytku domowego.
Rodzaje, zalety i wady
Grzejniki do urządzeń grzewczych są typu blokowego i kasetowego. Z reguły stosuje się konstrukcje blokowe, w których kilka rur jest zamocowanych na jednej podstawie. W rezultacie obciążenie każdego elementu jest mniejsze, a szybkość wymiany ciepła jest wyższa. Urządzenia te są wbudowane w kotły przydomowe lub dodatkowo podłączone do instalacji grzewczej. Ponieważ moc takiego elementu grzejnego jest dość wysoka, należy pociągnąć osobne okablowanie do kotła, które wytrzyma takie obciążenia.
Ze względu na cechy konstrukcyjne wyróżnia się następujące typy grzejników elektrycznych do kotłów:
- z gładką powierzchnią elementów;
- urządzenia żebrowane z podkładkami i nakrętkami zaciskowymi;
- jednostki jednostronne nadają się do elektrycznych kotłów grzewczych (przypominają kocioł);
- urządzenia z dwoma końcami mają specjalne styki, które są przymocowane do dwóch końców elementu rurowego.
Ważny! Aby osiągnąć wymaganą moc, w jednym kotle można wbudować więcej niż jedną grzałkę elektryczną o minimalnej mocy 1 kW.
Zaletami grzejników elektrycznych do kotłów grzewczych jest ich sprawność, możliwość ogrzania domu oraz zaopatrzenia w ciepłą wodę. Urządzenia nie emitują szkodliwych emisji podczas pracy. Są kompaktowe i lekkie, dzięki czemu nie zwiększają wagi urządzeń grzewczych.
Wady są związane z szybkim tworzeniem się kamienia. Aby wyregulować moc grzania, wszystkie grzejniki muszą być wyłączone. Podczas pracy bez wody urządzenie szybko się wypala, dlatego instalowane są dodatkowe wyłączniki.
Dodatkowe funkcje grzejników elektrycznych
Powyżej rozważono najprostsze konstrukcje urządzeń, które nie mają wbudowanych mechanizmów regulacyjnych.
Jednostka termoregulacyjna może mieć automatyzację mechaniczną lub elektroniczną. Ta ostatnia jest dokładniejsza, ale wymaga parametrów domowej sieci elektrycznej.
Ale elektryczne podgrzewacze wody można wyposażyć w najprostszą automatyzację, która zapewnia urządzeniu dodatkowe funkcje.
Obejmują one:
- Termoregulacja... Elementy grzejne z wbudowanym termostatem do ogrzewania mają czujnik temperatury, który jest wyzwalany, gdy czynnik roboczy nagrzewa się do określonego poziomu. Nagrzewnica elektryczna jest regulowana od zewnątrz kołnierza.
- Ochrona przed zamarzaniem... Tę funkcję zapewnia uproszczony termostat, który działa tylko wtedy, gdy temperatura spadnie do 0-2 ° C. Zapobiega zamarzaniu wody w rurach grzewczych, zużywając minimum energii elektrycznej.
- Ogrzewanie Turbo, co zapewnia wymuszone ogrzewanie środowiska pracy przy pierwszym uruchomieniu urządzenia. Należy pamiętać, że okablowanie elektryczne pomieszczenia musi wytrzymać krótkotrwały wzrost mocy.
Nie ma tak wielu urządzeń obsługujących dodatkowe funkcje, ponieważ często regulacja pracy urządzeń grzewczych jako całości odbywa się za pomocą oddzielnej jednostki automatyki.
Grzejniki elektryczne z termostatem
Obecnie najpopularniejsze są grzejniki elektryczne do ogrzewania z termostatem. Ich głównym celem jest podgrzanie cieczy. Nagrzewnice powietrza z termostatami są instalowane na prawie wszystkich urządzeniach służących do podgrzewania wody. Maksymalna temperatura, do jakiej można podgrzać czynnik grzewczy elementu grzejnego dla grzejnika z termostatem to 80 stopni.
TEN z termostatem wykonany jest z drutu niklowo-chromowego.Drut wewnątrz rurki urządzenia z termostatem elektrycznym wypełniony jest specjalnym proszkiem sprasowanym, który jest tlenkiem magnezu i posiada doskonałe właściwości izolacyjne, ale jednocześnie odznacza się wysoką przewodnością cieplną. Możesz zbudować taką TEN w elektryczną baterię grzewczą.
Jak wybrać element grzejny do urządzeń grzewczych?
Wybierając element grzejny do wymiany w podgrzewaczu wody lub w grzejniku, należy zwrócić uwagę na jego moc, konstrukcję, długość rurki oraz dostępność dodatkowych funkcji. Dlatego przed zakupem musisz dowiedzieć się jak najwięcej o wszystkich jego cechach.
Obliczanie mocy urządzenia
Duża moc elementu grzejnego nie zawsze jest pozytywną cechą.
Przy wyborze należy wziąć pod uwagę kilka czynników związanych z poziomem zużycia energii:
- maksymalna moc wymiany ciepła całego grzejnika;
- możliwości okablowania elektrycznego;
- objętość pomieszczenia.
Nie można kupić urządzenia o mocy przekraczającej 75% maksymalnego poziomu wymiany ciepła urządzenia grzewczego.
Na przykład jest grzejnik składający się z 10 sekcji, z których każda oddaje do powietrza 150 W ciepła, łącznie 1,5 kW. W przypadku zainstalowania w nim grzałki elektrycznej o mocy 2 kW powierzchnia baterii nie będzie w stanie szybko oddać całej wytworzonej energii. W rezultacie element grzejny będzie się stale wyłączał z powodu przegrzania.
Przyczyną szybkiego uszkodzenia elementu grzejnego może być niewłaściwy dobór mocy urządzenia. W wyniku systemowego przegrzania cewki z czasem wypala się
W mieszkaniach ze zużytym okablowaniem stałe obciążenie gniazdka nie powinno przekraczać 1,5-2 kW, w przeciwnym razie może się zapalić i doprowadzić do smutnych konsekwencji. Dlatego przed zakupem elementu grzejnego należy sprawdzić stan okablowania i, jeśli to konieczne, zdemontować stary i ułożyć nową sieć elektroenergetyczną.
Kiedy problem z elektryką i możliwościami sprzętu zostanie rozwiązany, możesz zacząć obliczać wymaganą moc, aby utrzymać komfortową temperaturę w pomieszczeniu.
W dobrze ocieplonych domach i mieszkaniach poziom 40 W / m3 będzie wystarczający. A jeśli w oknach są szczeliny to moc grzewczą należy zwiększyć do 60-80 W / m3. Możesz kupić konkretny model dopiero po uwzględnieniu wszystkich powyższych czynników energetycznych.
Uwzględnienie cech konstrukcyjnych
Większość elementów grzejnych ma powłokę ze stali stopowej, która zapewnia wytrzymałość i odporność na korozję. Urządzenia miedziane są stosowane głównie w podgrzewaczach wody, chociaż nie ma ograniczeń co do ich stosowania w domowych grzejnikach.
W grzejnikach żeliwnych i stalowych niepożądane jest stosowanie elementów grzejnych wykonanych z metali nieżelaznych. Może to prowadzić do przyspieszonego zużycia materiałów i połączeń.
Ponadto przy wyborze należy wziąć pod uwagę kierunek gwintu wtyczki, który może być prawy lub lewy. Różne modele grzejników elektrycznych różnią się również średnicą kołnierzy. Mogą mieć rozmiar od 0,5 do 1,25 cala.
Zwykle do elementu grzejnego dobrego producenta dołączana jest krótka instrukcja opisująca jego parametry konstrukcyjne. Studiowanie ich pomoże Ci kupić urządzenie, które będzie dokładnie pasować do Twojego istniejącego sprzętu grzewczego.
Długość rury grzewczej
Długość tuby to jedna z głównych cech decydujących o sprawności urządzenia.
Jego duża długość przy jednakowej mocy prowadzi do zwiększenia pola powierzchni nagrzewnicy elektrycznej i przyspieszenia wymiany ciepła z czynnikiem roboczym. Wpływa to pozytywnie na trwałość elementu grzejnego i szybkość cyrkulacji chłodziwa.
Elementy grzejne z długą rurką idealnie nadają się do montażu w samodzielnie wykonanych kasetach, które są wygodne przy ogrzewaniu dużych pomieszczeń i budynków gospodarczych
Wskazane jest, aby rura przebiegała na całej długości obszaru roboczego grzejnika, nie sięgając do przeciwległej ściany o 6-10 cm, co pozwoli szybko i równomiernie podgrzać chłodziwo.
Dostępność dodatkowych funkcji
Nie zawsze trzeba przepłacać za dodatkowe funkcje elementów grzejnych. Jeśli grzejnik jest używany jako pomocniczy i nie ma własnej wbudowanej automatyki, sensowny jest zakup modelu z termostatem.
Ale jeśli grzejnik lub konwektor elektryczny ma własne czujniki temperatury i mechanizmy kontroli temperatury, dodatkowe funkcje pozostaną nieodebrane.
Elektronika wbudowana we wtyczkę elementu grzejnego musi mieć mechanizmy zabezpieczające, aby w przypadku awarii płytki sterującej nie doszło do pożaru
Dlatego zaleca się kupowanie drogich grzejników elektrycznych z wbudowaną automatyką tylko wtedy, gdy istnieje wyraźna potrzeba takiego sprzętu. Jeśli potrzebujesz indywidualnego wyboru tła temperatury, lepiej kupić termostat w gniazdku, którego można używać okresowo.
Jeśli chodzi o producentów elementów grzejnych, ich wybór nie jest fundamentalny. Głównymi dostawcami są firmy z Rosji, Ukrainy, Turcji i Włoch. Jakość ich produktów jest mniej więcej taka sama, więc nie ma sensu przepłacać za markę.
Budowa i zasada działania
Urządzenie elektrycznego elementu grzejnego jest raczej prymitywne. Wygląda jak metalowy cylinder, wewnątrz którego umieszczona jest spirala z drutu miedzianego lub stalowego w specjalnym izolatorze. Ze względu na to, że element grzejny do podgrzewania akumulatorów jest zamontowany razem z termostatem, oprócz funkcji grzania służy również do regulacji temperatury chłodziwa.
Spiralny cylinder chroniony jest obudową wyposażoną w czujniki sterujące. Ich zadaniem jest monitorowanie urządzenia przed przegrzaniem. Ponadto urządzenie jest ocynkowane dla zwiększenia niezawodności. Chrom i niklowanie zwiększają wytrzymałość elementu grzejnego, a tym samym tworzą dodatkową ochronę, która zapobiega kontaktowi człowieka z elektrycznością.
Oprócz głównych zadań ogrzewania i termoregulacji, nowoczesne elementy grzejne do grzejników wykonują dodatkowe zadania:
- W trybie „przeciw zamarzaniu” utrzymywana jest stała temperatura płynu chłodzącego na poziomie + 10 ° C, co jest wystarczające, aby zapobiec zamarzaniu płynu chłodzącego w rurach. Po podgrzaniu wody do wymaganej temperatury grzałki są wyłączane, aż jej temperatura spadnie poniżej ustawionej kreski.
- Przy skompletowaniu autonomicznego systemu ogrzewania w prywatnym domu z bateriami ze zintegrowanymi elementami grzejnymi, najbardziej udane będzie zastosowanie trybu „Turbo”. Urządzenie pracuje na pełnych obrotach, dzięki czemu system i powietrze w pomieszczeniu nagrzewa się niemal błyskawicznie. W przyszłości zadaniem elementów grzejnych jest utrzymanie zadanego poziomu temperatury w układzie, co pozwala znacznie zaoszczędzić energię podczas grzania.
Wśród większości konsumentów panuje opinia, że najlepszą opcją jako chłodziwa do grzejników z wbudowanymi elementami grzejnymi jest olej techniczny, ze względu na jego właściwości szybkiego nagrzewania i powolnego chłodzenia. Ale to nie znaczy, że takich grzejników nie można stosować w systemie podgrzewania wody.
