Конвекторы обладают высокой инерцией нагрева, что означает, что встроенный вентилятор начинает активно проталкивать воздушный поток через корпус устройства, создавая эффективную циркуляцию воздуха. После достижения желаемого температурного эффекта, устройство автоматически выключается, что позволяет экономить электроэнергию. Принудительная вентиляция является обязательным компонентом во всех типах теплогенераторов, что способствует их общей эффективности и надежности.
Устройство конвектора
Термин «конвектор» происходит от слова «конвекция», описывающего процессы, которые происходят в этих устройствах во время работы. Хотя обогреватели иногда неправильно называют радиаторами, это не совсем корректно. Радиатор — это более широкий термин, который охватывает множество устройств, предназначенных для нагрева среды, включая воду и различные жидкости, но чаще всего используется для обозначения обогрева воздуха.
Существует множество различных типов нагревателей, применяемых как для бытовых нужд, так и для небольших промышленных целей. Их можно классифицировать по различным критериям, включая источник энергии, принцип работы и конструкцию. В рамках данной классификации у каждой группы есть свои подгруппы, что создает многообразие моделей и технологий.
В следующем разделе мы кратко рассмотрим все типы обогревателей, выделим их ключевые преимущества и недостатки, а затем более подробно остановимся на особенностях конструкции конвекционных обогревателей.
Устройство электрического конвектора
Электрический нагреватель представляет собой современное устройство, в работе которого основным принципом является конвекция. При этом холодные массы газа и горячий воздух смешиваются, что приводит к повышению температуры холодного воздуха и созданию комфортной обстановки в помещении.
Структура конвекционного нагревателя довольно проста. Обычно он состоит из корпуса, внутри которого размещаются нагревательный элемент, температурный датчик и термостат. Корпус конвектора может быть оборудован специальными ребрами, которые способствуют отведению холодного воздуха из помещения и возвращению нагретого воздуха обратно в него. В некоторых моделях также присутствуют датчики наклона, которые отключают прибор при перегреве, что повышает безопасность использования.
На рисунке представлена структура электрического нагревателя. Нагревательный элемент играет ключевую роль в процессе нагрева, и с помощью термостата пользователь может установить желаемую температуру. В современных обогревателях, таких как NOBO, температура можно регулировать с высокой точностью, достигая значения до 0,4°C. Это позволяет не только экономить электроэнергию, но и поддерживать оптимальный микроклимат в помещениях.
Виды нагревательных элементов
На сегодняшний день существует три основных типа нагревательных элементов, используемых в электрических нагревателях.
На изображении представлены различные типы нагревательных элементов. Первый тип — это монолитный нагревательный элемент, который изготавливается из одного цельного материала. В этом случае отсутствует дополнительный изоляционный материал, что делает его весьма энергоэффективным при использовании.
Второй тип — трубчатый нагревательный элемент, который широко распространен и состоит из полой трубки, внутри которой помещается нагревательная нить из никеля или вольфрама. Эта трубка может быть оборудована ребрами для повышения теплопередачи. Нить помещается в изоляционный материал, таким как кварцевый песок, что исключает прямой контакт между нагревательным элементом и корпусом, обеспечивая оптимальный нагрев устройства. Такие нагреватели славятся долговечностью, высокой теплопроводностью и энергоэффективностью.
Третий тип нагревательного элемента — игольчатый. Он представляет собой конструкцию с диэлектрической пластиной, на которой расположен нагревательный провод. Обогреватели с игольчатыми нагревательными элементами, как правило, обладают меньшим сроком службы, плохо сохраняют тепло и не рекомендуются для установки в помещениях с повышенной влажностью, в отличие от аналогов с трубчатыми нагревателями.
Электрическая схема конвектора
На рисунке представлена схема подключения нагревателя. Она довольно проста: обогреватели работают от электросети, и для их включения достаточно подсоединить оборудование к розетке. В случае с современными обогревателями не обязательно отключать их от сети; достаточно нажать на выключатель, расположенный на корпусе. Современные устройства, например, NOBO, демонстрируют малое потребление электроэнергии — менее 0,5 Вт в режиме ожидания, что позволяет значительно сократить расходы.
Альтернативные системы обогрева
Плинтусные обогреватели
Плинтусные обогреватели называются так из-за их способа установки — они располагаются вдоль плинтуса на полу, находясь на определенной высоте над полом. Существует несколько типов плинтусных обогревателей, включая водяные, электрические, инфракрасные и другие.
На изображении представлено устройство плинтусного обогревателя. Электрические плинтусные нагреватели содержат корпус, в котором размещается нагревательный элемент. Они также имеют заборные решетки и сетки, предназначенные для нагнетания нагретого воздуха в помещение. Эти модели действуют по принципу конвекции, что позволяет эффективно распределять тепло. Кроме того, они отличаются компактными размерами и стильным дизайном.
Водяные плинтусные нагреватели подключены к системе центрального отопления, где горячая вода нагревает устройство, которое затем отдает полученное тепло в помещение. Этот тип отопления особенно подходит для многоквартирных домов, где система центрального отопления уже предусмотрена.
Инфракрасные обогреватели работают по принципу инфракрасного излучения. Это означает, что они нагревают не воздух, а непосредственно окружающие предметы, которые затем передают тепло в воздух, создавая теплую атмосферу.
Масляный обогреватель отличается тем, что его нагревательный элемент погружен в масло. Основное преимущество таких моделей заключается в их доступной стоимости, однако они имеют и свои недостатки: они требуют длительного времени для нагрева, могут издавать треск при работе, а также есть риск протечки.
Плинтусный нагреватель является достаточно простым устройством. Он состоит из металлического корпуса, в который встроена низкотемпературная катушка. При нагревании катушки теплота передается корпусу, что продвигает нагревание воздуха в помещении, но происходит это довольно медленно, поэтому данный вариант не всегда эффективен для быстрого создания необходимого теплового комфорта.
Внешний вид плинтусного нагревателя может не впечатлять, так как он не всегда имеет презентабельный дизайн.
Масляный радиатор
Масляные радиаторы обладают рядом положительных аспектов: их портативность, отсутствие прямого контакта между нагревательным элементом и воздухом (что исключает «сжигание кислорода»), а также они находятся в среднем ценовом диапазоне. Однако у них есть и недостатки: ограниченный срок службы из-за разложения масла при высоких температурах, необходимость постоянного наблюдения за работой устройства, высокая температура поверхности нагревательного элемента, а также неэффективность, заключающаяся в том, что физические потери происходят на каждом этапе передачи тепла через масло.
На фото изображена структура и функционирование масляного обогревателя, что помогает наглядно понять его работу.
Инфракрасный обогреватель
Инфракрасные обогреватели также имеют свои положительные стороны: они экономичны в использовании, не допускают прямого контакта между нагревательным элементом и воздухом, что также означает отсутствие «сжигания кислорода». Однако нерешенные аспекты включают высокую стоимость, а также особенности, связанные с профессиональной установкой. Эти устройства нагревают окружающие предметы, что не всегда полезно для людей, находящихся в зоне их излучения.
На фото представлена конструкция и функционирование инфракрасного обогревателя, что позволяет лучше понять механизмы его работы.
Тепловая пушка и тепловой вентилятор
Тепловые пушки и вентиляторы характеризуются простотой конструкции, быстрым нагревом воздуха, мобильностью и гибкостью установки, а также широким диапазоном цен — от доступных до довольно дорогих моделей.
Важно отметить! У этих устройств отверстия для выхода горячего воздуха закрыты стальными или пластиковыми решетками, которые представляют собой быстросъемные конструкции. Это сделано для обеспечения доступа к компонентам нагревателя в случае необходимости ремонта и для возможности очистки от мусора, который может попасть в полость через щели в решетке.
Три типа нагревательных элементов
Нагревательный элемент является центральной частью конвекционного обогревателя. Электрический ток проходит через него, вызывая нагрев за счет высокого сопротивления, и выделяемое тепло распространяется в окружающую среду. В современных устройствах используются три основных типа нагревателей:
- трубчатые,
- игольчатые или ленточные (стежковые),
- монолитные.
Игольчатые или ленточные нагреватели состоят из металлической пластины или, в некоторых случаях, ленты, на которой расположены иглообразные петли, равномерно распределенные по поверхности. Каждая такая игла нагревается с обеих сторон. Поскольку поверхность нагревателя значительно больше, чем у традиционных моделей, это способствует быстрому нагреву газов. Основное преимущество игольчатых нагревателей — их невысокая стоимость, однако недостаток заключается в том, что они могут слишком сильно высушивать воздух и не подходят для использования в помещениях с повышенной влажностью.
Электрические трубчатые нагреватели (ТЭН) состоят из полой трубки, внутри которой находится металлическая спираль. Эта спираль нагревается и передает тепло через стенки трубки. Преимущества этого устройства заключаются в его безопасности и возможности использования в помещениях с повышенной влажностью. Однако такие электроди имеют свои недостатки, такие как длительное время нагрева и относительно низкая эффективность.
Монолитные радиаторы считаются наиболее качественными. Они представляют собой конструкцию из корпуса с несколькими пластинами, что обеспечивает быстрое и равномерное нагревание, а также хорошую теплоемкость. Одним из недостатков является их относительно высокая цена, которая может оказаться не под силу каждому потребителю.
Блок управления или термостат
В конструкции конвекционных нагревателей в качестве термостата может использоваться либо традиционный термостат, либо электронный блок управления. Любое из этих устройств предназначено для контроля температуры нагрева и времени работы устройства, что позволяет пользователю управлять температурным режимом в помещении.
Наиболее популярным контроллером является механический термостат. Эти устройства имеют довольно простую конструкцию: при достижении заданной температуры размыкается электрический контакт, а тем самым и прекращается подача электроэнергии. Контакт замыкается только тогда, когда прибор остывает. Преимущества термостата заключаются в его невысокой стоимости; однако им тяжело управлять теплом в помещении, поскольку они включаются в зависимости от температуры нагрева элемента, а не окружающего воздуха.
Современный электронный блок управления оборудован несколькими датчиками, измеряющими как температуру самого нагревателя, так и окружающего воздуха. Микропроцессор обрабатывает эти данные, управляя функциями нагрева и охлаждения в соответствии с заданными настройками. Это позволяет иметь точный контроль над температурой в помещении и поддерживать ее на заданном уровне, что является более продвинутым решением по сравнению с традиционными термостатами.
Принцип работы электрического конвектора
После включения нагревателя электрический ток поступает к нагревательному элементу и нагревает металлический сердечник. Он, в свою очередь, нагревает находящийся рядом воздух. Горячий воздух, становясь легче, поднимается вверх и замещается более тяжелыми холодными потоками. Процесс нагрева воздуха продолжается, благодаря чему температура в помещении постепенно выравнивается, обеспечивая комфортные условия.
