Меню

Электрорадиаторы отопления принцип работы

Электрические радиаторы отопления — советы экспертов по выбору, монтажу и применению в отопительной системе

Виды и устройство электрообогревателей

Сразу предупреждаем, что речь не идет о традиционных отопительных приборах инфракрасного либо конвекторного типа. Мы рассматриваем электрические батареи, сделанные в виде обычных навесных радиаторов отопления (показаны на фото).


Электропанели предлагаются в двух исполнениях – настенном и напольном

На данный момент интернет-магазины предлагают электрические радиаторы 4 видов:

  • секционные отопители «сухого» типа;
  • керамические обогревательные панели;
  • вакуумные настенные радиаторы, использующие электричество;
  • универсальные вакуумные батареи, способные работать от электроэнергии либо классического теплоносителя – воды.

Чтобы делать положительные или отрицательные заключения о перечисленных обогревателях, нужно понять их устройство и принцип действия. Плюс изучить отзывы пользователей, успевших купить и проверить работу электробатарей для отопления частного дома. Разберем каждый продукт по отдельности.

Безжидкостные секционные нагреватели

С виду изделие напоминает секционный радиатор из алюминиевого сплава, прикрепляемый на стену и предназначенный для работы в системе водяного отопления. Только по бокам стоят декоративные пластиковые панели, в одну из которых вмонтирован пульт управления с дисплеем.


ТЭНовые нагревательные панели очень похожи на биметаллические либо алюминиевые радиаторы, но имеют собственный пульт управления и терморегулятор

Внутри устройство прибора выглядит так:

  • секции батареи отлиты из сплава алюминия с кремнием (силумина) и снабжены теплообменными ребрами;
  • в каждую секцию встроен трубчатый нагреватель (ТЭН) мощностью до 200 Вт;
  • элементы скручиваются друг с другом, а ТЭНы подсоединяются к линии электропитания по параллельной схеме;
  • нагревом управляет терморегулятор, подключенный к электронному блоку.

Примечание. Пользователь выставляет на дисплее требуемую температуру воздуха в помещении, а термостат поддерживает ее автоматически. Доступно переключение на экономичный режим работы, когда половина ТЭНов в электробатарее бездействует.

Принцип работы чрезвычайно прост: аппарат включается в сеть, ТЭНы нагревают ребристые секции, передающие тепло в комнату. Поскольку максимальная температура поверхности – 80 °С, теплоотдача происходит двумя путями – инфракрасным излучением и конвекцией (прямой нагрев воздуха). Нужная мощность набирается количеством секций.


Каждая секция оснащается собственным нагревателем, теплоноситель отсутствует

Теперь самое интересное. Цена электрорадиатора мощностью 0.8 кВт из 4 секций стандартного размера 500 мм, предлагаемого российской компанией «Эффект Энерго», — 210 у. е. (12.5 тыс. руб. по состоянию на осень 2017 года). Для сравнения: конвектор известного европейского бренда Nobo (Нобо) модель Oslo NTE4S-10 с теплоотдачей 1 кВт стоит 9200 руб. или 155 у. е.

Справка. Цена 1 секции (высотой 500 мм) алюминиевого итальянского радиатора Global, внешне схожего с электробатареей, составляет 9 у. е.

Панели керамические

Эти изделия с приятным внешним дизайном представляют собой «слоеный пирог» из нескольких элементов, изображенных на схеме:

  1. Фронтальная часть – плита толщиной 10—20 мм из керамики. Обычно украшена симпатичным рисунком либо фотопечатью.
  2. За плитой установлен греющий элемент — хромоникелевая спираль, уложенная змейкой (другой вариант – карбоновый нагреватель).
  3. Сзади к нагревательному элементу прилегает металлический лист, профилированный «гармошкой».
  4. Последняя деталь – защитный кожух.


Схема внутреннего устройства керамической обогревающей панели

В конструкции керамической электропанели нет революционных решений, хотя прибор довольно удачный. Спираль греет переднюю плиту и задний стальной лист до 80—85 °С, отчего первая излучает инфракрасное тепло, а второй подогревает воздух, проходящий по изгибам профиля, за счет конвективной циркуляции. Есть пульт управления и термостат.

Мощность керамических электробатарей зависит от размера. Панель 0.6 х 0.6 м потребляет (соответственно, отдает в помещение) около 350 Вт в зависимости от производителя. Чтобы вы имели понятие о керамических электрообогревателях, предлагаем посмотреть короткое видео. Только не воспринимайте всерьез слова диктора о чудесных свойствах аппарата.

Еще интересная справка. Цена изделия 1200 х 600 мм на 0.99 кВт, сопоставимого по мощности с упомянутым выше конвектором Nobo, — 15.9 тыс. руб. или почти 270 у. е.

Вакуумные радиаторы

Парокапельная электробатарея отопления, она же – вакуумный энергосберегающий радиатор, она же – жидкостный мини-котел, функционирует по принципу замкнутого двухфазного термосифона гравитационного типа. Выдохнули?

Теперь перейдем на человеческий язык, понятный пользователям. Отопительный прибор представляет собой герметичную камеру (термосифон) с откачанным воздухом, куда залито определенное количество раствора бромидной соли. Под секциями расположена вторая камера с воздушным либо водяным ТЭНом мощностью до 1 кВт. Алгоритм работы задуман так:

  1. После включения трубчатый элемент нагревает нижнюю камеру.
  2. Поскольку в верхней камере организован вакуум, жидкость начинает кипеть при более низкой температуре (по утверждениям производителей – от 30 °С).
  3. Раствор превращается в пар, заполняющий вакуумную батарею целиком. При контакте с холодными стенками он отдает тепло и конденсируется, стекая обратно в нижнюю зону каплями. Отсюда и название – парокапельный, а 2 фазы – это испарение и конденсация жидкости.
    Пар равномерно заполняет весь корпус и быстро его прогревает

Для справки. Принцип термосифона (проще — тепловой трубки) предполагает передачу большого количества теплоты в момент испарения и конденсации раствора. В этом он похож на работу кондиционера, переносящего тепловую энергию из помещения на улицу и наоборот. Здесь перенос осуществляется от ТЭНа к воздуху комнаты, посредник – раствор бромидной соли.

Как и в остальных электрических радиаторах, конструкцией предусматривается термостат, ограничивающий нагрев жидкости – рабочего тела. Универсальные вакуумные обогреватели способны работать с обычным теплоносителем – водой, подаваемой от котла в нижнюю камеру. ТЭН в данном случае снимается. Смотрим очередной видеоролик, мысленно фильтруем перечисление невероятных параметров прибора.

Читайте также:  Чугунные радиаторы отопления с металлическими трубами

Ну и для порядка укажем цену. Обогреватель под названием «прибор отопления замкнутого типа» ПКН-3-0.5 на 4 секции, сделанный в России, стоит 220 у. е. (13100 руб.). Китайские аналоги можно найти дешевле.

Безжидкостные радиаторы

В отличие от радиаторов жидкостного типа, в безжидкостных передача тепла от ТЭНа осуществляется непосредственно металлическому теплоотдающему элементу, без использования теплоносителя. Они не могут подключаться к системам водяного отопления и устанавливаются исключительно в качестве самостоятельного отопительного прибора.

Настенные радиаторы безжидкостного типа с различным количеством секций.

Как и в жидкостных радиаторах, в качестве теплоотдающего элемента применяются батареи из нескольких металлических секций. Данные секции не унифицированы с моделями, применяемыми в системах водяного отопления. Отсутствие промежуточного звена в виде теплоносителя понижает инерционность радиатора. Приборы безжидкостного типа быстрее нагреваются, но и быстрее остывают. Также они имеют меньшую массу, поэтому их легче переносить из одного помещения в другое. В случае же стационарной установки более легкий вес позволяет использовать менее прочные крепления.

Специалисты рекомендуют устанавливать жидкостные электрорадиаторы в помещениях для постоянного проживания, в то время как безынерционные безжидкостные приборы оптимальны для использования в загородных и гостевых домиках, базах зимнего отдыха, торговых точках и мини-отелях.

Варианты крепления

Одним из вопросов, которые интересуют покупателя перед приобретением электрического радиатора отопления, является способ его крепления. Вне зависимости от модели предполагается три варианта установки:

  • стационарная подвеска на стену с помощью анкеров;
  • установка на подставки;
  • мобильная установка на колесиках.

Электрорадиатор, подвешенный на стену.

Способы стационарной установки не отличаются от подвески традиционных батарей водяных систем отопления. Электрический радиатор может быть установлен на любую стену, способную выдержать его массу в рабочем состоянии.

Вариант на колесных опорах.

Мобильная установка позволяет легко переносить (перевозить) его с места на место. Не все модели комплектуются подставками или колесиками, поэтому данный вопрос нужно уточнять у продавца перед совершением покупки. Если крепления отсутствуют в комплекте, их можно приобрести за дополнительную плату.

Устойчивые колесные опоры.

Чтобы обеспечить циркуляцию воздуха, необходимую для эффективного конвективного теплообмена, он должен быть установлен с соблюдением следующих минимальных расстояний до ближайших поверхностей:

  1. от задней стенки до стены – 30 мм;
  2. до пола – 50 мм;
  3. до подоконника — 50 мм.

Как лучше подобрать радиатор для конкретного помещения?

В среднем номинальная мощность одной секции составляет 0,13 кВт. Потребное количество секций подбирается в зависимости от площади помещения по таблице 1. Изложенные в таблице данные актуальны для городских квартир, расположенных в утепленном многоквартирном доме. Если помещение расположено на углу здания, либо дом слабо утеплен, рекомендуемое количество секций необходимо смотреть на 1-2 строки ниже от указанной площади помещения.

Таблица 1 — Подбор электрорадиатора в зависимости от площади помещения

Устройство и принцип работы конвекторного обогревателя

В основу принципа работы конвектора положено явление конвекции — циркуляционного движения воздушных масс при обтекании нагретых поверхностей. Энергоэффективные, безопасные и простые в монтаже, учитывающие новинки дизайна и технологий, эти приборы служат альтернативой традиционным отопительным котлам с громоздкими трубами.

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.
Читайте также:  Промывка сетей для отопление

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.

Конвекторный обогреватель устроен достаточно просто. Его поверхность закрыта корпусом с воздухозаборными отверстиями, которые размещены в его нижней и верхней частях. Сердце прибора — нагревательный элемент, питающийся от сети переменного напряжения 220 вольт. Холодный воздух обтекает его, нагревается, через жалюзи выходит наружу, а на смену поступает новая порция.

В электрических конвекторах применяются три типа нагревателей:

  1. 1. Игольчатые. Петли в виде иголок из сплава никеля с хромом (нихрома) крепятся на корпусе с двух сторон. Это обуславливает быстрый разогрев и остывание, удобную регулировку требуемых параметров температуры и невысокую стоимость изделий. Отрицательный момент — запрет на использование во влажных помещениях.
  2. 2. Трубчатые (ТЭН). Нихромовая спираль заключается в полую трубку, а свободное пространство заполняется диэлектриком. Для улучшения теплоотдачи на корпусе ТЭНа монтируют добавочные рёбра. Герметичность позволяет использовать приборы во влажной среде. Недостатки — увеличение времени выхода на заданную мощность и потрескивание при работе.
  3. 3. Монолитные. Нихромовая нить запаивается в ребристый корпус, что приносит максимальную теплоотдачу, бесшумность, равномерный прогрев всех частей прибора, и увеличивает стоимость. Это наиболее популярный тип, широко используемый различными производителями.

Управляет конвектором механический или электронный термостат. Первый вариант — более дешёвый, и при достижении заданной температуры нагревательного элемента электрическая цепь размыкается. Нагреватель остывает, цепь замыкается снова, и функционирование прибора возобновляется. Такая регуляция не позволяет поддерживать определённые параметры, т. к. термостат срабатывает только от датчика температуры биметаллической пластины, а состояние воздуха не учитывает.

Блок электронного управления подразумевает наличие комплекта датчиков. Кроме температуры нагревателя конвектора, они отслеживают параметры окружающего воздуха. Все данные обрабатываются микропроцессором и посылают корректирующий сигнал калориферу. Условия задаются со специальной панели на корпусе, а продвинутые дорогие модели комплектуются дистанционными пультами и программируемыми модулями.

При необходимости отопительный режим устанавливается на определённый период. Если в рабочие дни с 9−00 до 18−00 в комнате никого нет, то на это время назначают поддерживающие значения температуры. К моменту возвращения обитателей дома устройство само включится на заданную мощность и быстро прогреет помещение.

Принцип работы конвекторного обогревателя вне зависимости от типа источника тепла заключается в использовании свойства газообразной среды при нагревании расширяться и подниматься, а при охлаждении опускаться.

Встроенный нагревательный элемент инициирует процесс циркуляции и двигает поток через устройство от низа кверху. Пустотелый корпус конвектора работает аэродинамической трубой, где тяга вызвана нагревом воздуха. Поток поднимается до самого потолка, отдаёт тепловую энергию окружающему пространству комнаты, охлаждается и опускается.

Читайте также:  Система отопления мерседес вито 638 схема

Расположение прорезей вверху и внизу кожуха специфично: они не параллельны друг другу, а верхние образуют угол с плоскостью пола. Газ движется к потолку не вертикально, а по параболе, что повышает теплообмен. Воздух в комнате, где работает конвекторный обогреватель, достигает оптимальной температуры за 20 минут, если мощность подобрана правильно, а на улице не ниже минус 5 °C.

При достижении заданной температуры срабатывают термостаты или температурные датчики (это зависит от системы управления — механической или электронной), которые отключают нагрев. В первом случае процесс возобновляется после замыкания контактов остывшей пластины. Во втором датчик сработает, когда значение температуры воздуха в комнате станет ниже того, что задаётся программой.

По способу монтажа конвекторы делятся на встроенные, плинтусные, настенные и напольные. Серии премиум-класса содержат полезную функцию: «защита от детей», которая позволяет блокировать кнопки управления, или способны ионизировать воздух и восстанавливать экологический баланс в жилище.

Характеристикой каждого электроконвектора служит площадь обогрева, которая заявлена производителем и указывается в соответствующих документах. При желании подсчёты выполняют самостоятельно. Подбор конвектора по площади для конкретного помещения осуществляется приблизительно и достаточно прост. Для основного обогрева на 1 кв. м комнаты с одним окном, одной дверью и высотой стен до 2,5 метров, необходима мощность 0,1 кВт, для дополнительного — 0,07 кВт. Например, для площади 10 кв. м потребуется конвектор мощностью 1 кВт.

Расчёт станет более точным, если учитывать и высоту помещения. Когда прибор планируют использовать для дополнительного обогрева в холодное время года или в межсезонье, мощность рассчитывается умножением объёма комнаты на 0,025 кВт. Если конвектор станет единственным источником тепла, то умножать объём нужно на 0,04 кВт, то есть для площади 10 кв. м и высоте потолков 3 метра потребуется мощность 1,2 кВт. Если комната угловая, результат умножается на поправочный коэффициент 1,1, а при хорошей теплоизоляции и энергосберегающих пластиковых окнах — на 0,8.

Размещают конвекторы в тех же местах, что и обычные радиаторы водяного отопления. Не стоит устанавливать их на сквозняке или загораживать. Предпочтение желательно отдать известным маркам, имеющим длительные гарантийные сроки и высокие эксплуатационные характеристики. Хорошо, если прибор будет оснащён датчиком перегрева и функцией отключения при опрокидывании.

Для помещений с повышенной влажностью (ванная комната, кухня) потребуются брызгозащищённые модели с классом защиты IP 24 и II классом электрозащиты. Они не требуют заземления, хотя прямой контакт с водой запрещён. Напольная конструкция прибора имеет преимущества перемещения по комнате: нагревательная панель устанавливается на ножки с колесиками.

Электрические конвекторы — современные отопительные приборы, способные обеспечить предельно комфортные параметры температуры. При правильном расчёте мощности и грамотном монтаже преимущества вполне очевидны:

  1. 1. Простота и безопасность установки и эксплуатации. Достаточно прикрепить в любом месте к стене или поставить на специальные ножки, подключить к электросети, и устройство готово к эксплуатации. Низкая температура корпуса предохраняет от ожогов.
  2. 2. Крупные производители конвекторов дают гарантию безотказной работы до 42 месяцев, а срок службы — до 20 лет. Приборы не требуют специфического обслуживания, кроме периодического удаления пыли внутри с помощью пылесоса и протирания поверхности влажной тряпкой.
  3. 3. Относительно невысокая стоимость устройства и широкий диапазон моделей и функциональных особенностей. Каждый покупатель легко подберёт конвектор на свой вкус и кошелёк.
  4. 4. Для поддержания стабильной температуры не требуется постоянное участие человека. Автоматика и электроника функционируют в автономном режиме, выдерживают скачки напряжения и полностью исключают температурные перепады.
  5. 5. Бесшумная работа. Только у конвекторов с механическим управлением включение и отключение термостата сопровождается негромким щелчком, а вся электроника абсолютно бесшумна.
  6. 6. Экономичность, здоровый микроклимат, высокие значения скорости нагрева и КПД.

Главным отрицательным моментом является существенное потребление электричества, что особенно неприятно при постоянно растущих ценах. Отопление больших помещений с помощью электроконвекторов становится малоэффективным и дорогостоящим удовольствием, оставляя возможности для использования только для нужд дополнительного обогрева. Необходимо ещё раз подчеркнуть важность удаления пыли, т. к. устройства с открытыми нагревателями начинают издавать неприятный запах при её выгорании.

Не рекомендуется накрывать конвектор и использовать в качестве сушилки для белья — перегрев приведёт к срабатыванию защиты. Расстояние до пола, стен и ближайших предметов интерьера составляет до 20 см, а свободное пространство вокруг не менее 50 см. Минимальное расстояние до розетки — 10 см, она должна находиться обязательно сбоку, а не сверху. Только при соблюдении этих несложных правил эксплуатации конвектора, можно гарантировать уют и комфорт в отапливаемом доме.