Принцип работы конвектора

Конвекторы отопления: газовый, электрический, жидкостный – все они предназначены для разных ситуаций, но принцип работы у них один: использование естественной конвекции воздушных потоков в помещении. Холодный воздух заходит сквозь решетку внизу прибора, прогревается и покидает через щели сверху. Нагретый воздух поднимается к потолку, холодный вытесняется, опускается вниз и снова попадает в нагреватель, где цикл повторяется.

Назначение конвекторов: их преимущества и недостатки

Жидкостные варианты лучше всего подходят в качестве основных систем отопления, а обычные – в качестве вспомогательных. Так что перед покупкой сразу определитесь, какой вам нужен конвектор. Принцип работы водяного нагревателя несколько отличается – если в сухих воздух греется непосредственно от нагревательного элемента (ТЭН), то здесь сначала идет прогрев жидкости, которая и передает тепло всей поверхности радиатора.

Площадь радиатора значительно больше площади ТЭНа и для достижения той же температуры воздуха требуется меньший нагрев термоэлемента, что позволяет сэкономить на электроэнергии.

Но самыми распространенными остаются обычные конвекторы отопления, которые имеют ряд преимуществ по сравнению с привычными масляными радиаторами:

• Эффективность выше при сравнимой цене.
• Пожаробезопасность. В разных моделях температура радиатора достигает 50-90^оС. Их можно спокойно вешать на деревянные стены и располагать в детской.
• Легкость и компактность. При мощности в несколько киловатт, весят всего 6-8кг. При этом толщина электроконвектора около 7см.
• Скорость работы. Помещение нагревается очень быстро, за несколько минут, при этом температура воздуха почти одинакова по всему объему.
• Дополнительные возможности. Повышенная влагостойкость (маркировка IP24), электронный термостат, встроенный вентилятор, программатор для управления температурными режимами одиночных и объединенных в сеть устройств и т.д.
• Высокая надежность. Всевозможные защиты позволяют спокойно оставлять обогреватель включенным и возвращаться в теплый дом.

Среди недостатков, общих для всех видов конвекторов можно и нужно выделить следующее:

• Принудительная вентиляция сводит на нет всю работу обогревателя.
• Сложность обогрева высоких помещений.
• Сбои в работе при сквозняках и перепадах напряжения.

Поговорим подробнее о вспомогательных конвекторах.

Электрический

Зачастую, электричество является единственным приемлемым источником отопления, а сами электроконверторы чрезвычайно просты в монтаже и очень надежны – поэтому их популярность неоспорима.

ТЭН внутри радиатора покрыт алюминиевым кожухом или пластинами для увеличения площади теплоотдачи.  Согласно принципу работы конвертера электрического, для наибольшей эффективности его следует располагать в 150 мм от пола под оконным проемом. Создаваемая тепловая завеса нейтрализует поток холодного воздуха от окна.

Поставляется в различных комплектациях:

• стационарной;
• напольной;
• универсальной, которая снабжена удобными ножками и ручкой для переноски.

Электронный термостат позволяет точно выставить температуру в помещении и делает работу прибора совершенно беззвучной. Механический слегка щелкает при переключении, а при наличии вентилятора шума не избежать. Программатор для управления режимами позволит наиболее рационально использовать все возможности обогревателя – понижая температуру, когда вас нет дома и прогревая за час до возвращения.

Примерный подсчет необходимой мощности при подборе конвектора достаточно прост – при стандартной высоте потолка 1кВт хватает примерно на 10квадратных метров площади.

Такой нагреватель подсушивает воздух, поэтому рядом можно поставить открытую емкость с водой. Или можно купить увлажнитель воздуха – что гораздо эффективнее и надежнее.

Газовый конвектор

Принцип работы газового конвектора почти не отличается от электрического, кроме того, что в нем воздух нагревается от продуктов сгорания сжиженного или природного газа. При этом устройство абсолютно безопасно, так как и выброс вредных веществ, и забор холодного воздуха для горения проходят снаружи по специальной коаксиальной трубке.

Для подключения требуется специалист из газовой компании, но если нет вентилятора, то такой устройство работает достаточно тихо и абсолютно электронезависимо. Подробности о газовом конвекторе и принципах работы – на видео ниже. Обязательно его посмотрите.

Будем благодарны, если вы поделитесь статьей в социальных сетях. Пусть и ваши друзья узнают об этом оборудовании для отопления дома.

Хорошего вам дня!

Источник: kvarremontnik.ru

Базовые принципы работы конвектора

Работа конвекторного обогревателя базируется на простом физическом явлении, известном среднестатистическому человеку со школьного курса физики. Теплый воздух демонстрирует свойство подниматься вверх, холодный – опускаться вниз. За счет естественной циркуляции воздуха происходит обогрев объема помещения при использовании конвекторных обогревателей.

Чтобы понять как работает конвекторный обогреватель, не обладайте никакими специальными знаниями – настолько прост метод. В нижней части расположен нагревательный элемент, теплообменник. Чтобы увеличить площадь контакта нагревательного элемента с воздухом, снабжается плоскими металлическими ребрами, одновременно послужат для направления потока теплого воздуха. Нагревательный элемент закрывается металлическим кожухом. По виду потребляемой энергии и конструктивным особенностям конвекторы разделим на:

• электрические;
• водяные;
• газовые.

В верхней и нижней части кожуха конвектора прорезаны отверстия, через которые холодный воздух попадает внутрь корпуса, горячий – выходит наружу. Кожух не соприкасается с нагревательным элементом, корпус конвектора не разогревается сильно, как корпус масляных или водяных радиаторов.

В бытовых условиях чаще встречаются электрические конвекторные обогреватели. Водяные конвекторы не слишком эффективны, из-за небольших габаритов приборы используют, где нет шанса установить традиционный водяной радиатор для отопления помещений с панорамными окнами. Газовые конвекторы, несмотря на простоту монтажа и экономичность ветки, не получили распространения на рынке.

Достоинства и недостатки конвекторных обогревателей

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

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

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

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

«Сердце» конвектора – нагревательный элемент

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

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

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

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

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

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

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

Управление, ступени безопасности

Простые бытовые конвекторы оснащаются подсистемой регулировки энергопотребления. Переключение может быть двухступенчатым (полная, половинная мощность), трехступенчатым (50, 75, 100% мощности). Модели конвекторных обогревателей в большинстве оснащены ступенью терморегуляции. Возможности и точность регулировки дешевых, дорогих обогревателей различаются коренным образом.

Регулировка температуры осуществляется с помощью электромеханических или электронных термостатов. У электромеханических систем управления точность регулировки температуры не слишком высока – в пределах 1-3 градусов. Отключение прибора при достижении нужной температуры осуществляется посредством биметаллической пластины. Электронная схеме сформирована датчиками, соединенными с блоком управления, позволит регулировать температуру, выдерживая точность несколько десятых градуса.

Конечно, стоимость электронного блока управления, по сравнению с электромеханическим, будет в разы выше. Благодаря высокой точности регулировки температуры, энергопотребление прибора с электронным управлением уменьшается на 4-5%. Очередная схема регулировки позволит сделать потребление электроэнергии оптимальным – таймер. Часы дают человеку поддерживать нужные температурные режимы в зависимости по времени суток.

Подбирая лучший конвекторный обогреватель, уделяйте внимание показателям эффективности и ступени защиты. В паспорте конвекторного обогревателя указывается класс защищенности нагревательного элемента от внешних воздействий, высокой влажности. По международным стандартам класс защиты маркируется буками IP и цифрами. Если в паспорте конвектора указан IF24 и выше, прибор используют во влажных помещениях.

Конвекторы снабжаются ступенями защиты, снижающими уровень пожароопасности. Практически изделия оснащаются защитой от перегрева – если температура ТЭНа превысит допустимую норму, конвектор автоматически отключается. У мобильных нагревателей защита против опрокидывания. Специальный датчик контролирует вертикальность положения прибора. При отклонении от вертикального положения нагревательный элемент отключается.

Сравнивая многообразие видов обогревателей, однозначно определить, что лучше – обогреватель или конвектор, вряд ли удастся. У различных типов обогревательных приборов неодинаковые принципы действия, уровень энергопотребления, эффективность. При выборе обогревателя исходим из конкретных задач и особенностей помещения. Целям временного отопления дачного домика подходят инфракрасные обогреватели, а мобильные электрические конвекторы выгодно работают «в паре» с центральной веткой отопления как дополнительные обогревательные приборы.

Источник: VashTehnik.ru

Что представляет собой конвектор

Конвектор является одним из самых популярных обогревательных устройств для бытовых помещений и офисов. Ответ на вопрос, что делает его таковым, поможет получить эта статья.

Принцип действия конвектора

Как было сказано в преамбуле, работа прибора основана на принципе конвекции или естественной циркуляции потоков воздуха. Устройство нагревает холодный воздух, поступающий в конвектор снизу, с помощью нагревательного элемента. После этого нагретые потоки покидают прибор сквозь прорези, проделанные в верхней части корпуса. Тёплый воздух распространяется в разные стороны и, остывая постепенно опускается, где снова попадает в зону захвата. Так осуществляется естественная циркуляция, способствующая быстрому повышению температуры в комнате.

Устройство конвектора

Прибор обладает достаточно просто устроен. В нижней части корпуса расположены отверстия для входящего потока холодного воздуха. Сверху предусмотрены прорези для распространения горячего потока. Внутри находятся:

• нагревательный элемент (открытого или закрытого типа);
• датчик температуры;
• блок управления.

Последний осуществляет включение/выключение прибора, устанавливает рабочую температуру, а также производит отключение по перегреву. Датчик температуры связан с управляющей схемой, которая при определении уровня температуры, соответствующему заданной, подаёт сигнал на выключение нагревательного элемента. После того как помещение охладилось, конвектор снова включается.

Нагревательные элементы бывают трёх типов: ТЭНы, игольчатые и монолитные.

Управление может осуществляться посредством механического термостата или быть реализованным в электронной схеме.

СПРАВКА! Конвекторы бывают напольного и подвесного исполнения. Напольные модели представляют потенциальную опасность – в случае их опрокидывания есть риск возникновения возгорания. Поэтому практически все такие устройства снабжают датчиком опрокидывания и системой аварийного отключения.

Преимущества и недостатки конвектора

Устройство обладает целым рядом преимуществ:

• простота в установке и эксплуатации;
• продолжительный срок службы без необходимости специального обслуживания;
• низкая себестоимость;
• возможность автономной работы без постоянного присутствия и контроля со стороны человека;
• высокий КПД (до 90–95%);
• отсутствие шумов при работе;
• не требовательно к качеству электросети – способны безотказно работать при напряжении в диапазоне от 150 до 240 В;
• не пересушивает окружающий воздух;
• допускает попадание и брызг и может использоваться в условиях повышенной влажности;
• корпус не разогревается до высоких температур, вследствие чего исключена возможность обжечься;
• высокая ремонтопригодность;
• возможность гибкой регулировки температуры в помещении;
• высокий уровень безопасности.

К сожалению, прибор не лишён некоторых недостатков, среди которых можно отметить:

• существенный расход электроэнергии;
• может быть источником неприятного запаха, в случае, если пыль попадёт на открытый нагревательный элемент;
• ограниченная область применения – эффективны только в небольших помещениях (до 30 квадратных метров) с невысокими потолками.

Расчёт мощности конвектора

При выборе такого прибора основной эксплуатационной характеристикой является мощность. Её определяют исходя из размеров и конфигурации помещения, в которое предполагается установить нагреватель. Существует несколько подходов при определении требуемой мощности.

Исходя из площади помещения

Принято считать, что для помещения с одной дверью, одним окном и высотой потока, равной 2,5 м, требуется 1 кВт на 10 м² площади. Этот подход является приблизительным и подлежит корректировке посредством поправочных коэффициентов (k). Например, если комната расположена в углу здания, т. е. с двух сторон её окружают внешние стены, то при подсчёте мощности применима поправка k = 1,1.

Если же помещение обладает хорошей теплоизоляцией, можно использовать понижающий коэффициент, равный 0,8 или 0,9.

Пример 1. Необходимо рассчитать мощность конвектора для установки в помещение площадью 25 м², с невысокими потолками (примерно 2,5 м), расположенное в углу здания со стенами, имеющими двойную теплоизоляцию. В комнате есть одно окно и одна дверь.

Тогда мощность P будет вычисляться по формуле: P = 1 квт * (25 м²/10 м²) * 1,1 * 0,8 = 2,2 кВт.

По объёму помещения

Этот подход позволяет более точно определить мощность прибора, т. к. он учитывает высоту отапливаемого пространства. Смысл заключается в том, что для обогрева каждого кубометра воздуха требуется 40 Вт мощности прибора. Для определения окончательного значения применимы те же коэффициенты, что описаны в предыдущем случае. Также стоит уточнить значение мощности при наличии в помещении более 1 окна – каждое последующее требует увеличение мощности прибора на 10%.

Пример 2.Нужно подобрать мощность для гостиной комнаты, расположенной в средней части строения с хорошо утеплёнными стенами. В гостиной 2 окна, высота помещения 2,7 м, длина – 7 м, а ширина – 4 м.

Проведём расчёт мощности:

P = 2*2,7*7*0,8*40 = 1209,6 Вт = 1,21 кВт.

Как дополнительный источник отопления

Если в доме существует центральное отопление, мощности которого недостаточно для поддержания комфортной температуры, конвектор можно использовать в качестве дополнительного источника тепла.

В таком случае, на каждый квадратный метр площади необходима мощность 40±10 Вт или на каждый кубометр – 15–20 Вт.

Источник: setafi.com