Varmeelementer for oppvarming: typer, driftsprinsipp, regler for valg av utstyr

Elektriske varmeelementer har ikke endret design på flere tiår og er fortsatt etterspurt i varmeutstyr.Formen på disse enhetene og byggematerialene endres, men prinsippet om drift og effektivitet forblir uendret. For et kompetent utvalg vil informasjon om forskjellene og egenskapene være nyttig. Er du enig?

Du vil lære hva varmeelementer for oppvarming er og hvordan de fungerer. Vi har beskrevet i detalj typene varmeelementer og gitt udiskutable argumenter for et informert valg av den optimale typen. Ved å ta hensyn til våre anbefalinger, vil du kjøpe den nødvendige enheten uten feil.

Formål med oppvarming av varmeelementer

Elektriske varmeelementer har vunnet popularitet på grunn av deres allsidighet og høye effektivitet. All elektrisiteten de forbruker brukes til det tiltenkte formålet - oppvarming av det omkringliggende rommet.

De viktigste oppvarmingsenhetene der varmeelementer brukes er:

1. Bærbare og stasjonære elektriske oljeovner.
2. Vannvarmeradiatorer.
3. Oppvarmet håndklestativ på bad.
4. Elektriske peiser.
5. Elektriske konvektorer.
6. Elektriske kjeler.

Det angitte utstyret kan brukes som hoved- eller tilleggsvarmekilde.Det er billig, enkelt å installere og krever ingen spesielle ferdigheter for å betjene.

Du kan koble varmeelementet til en sentralvarmeradiator i støpejern etter at du har koblet fra det felles stigerøret. Denne enheten kan brukes til hoved- og tilleggsoppvarming

Intern struktur av elektriske varmeovner

Det er praktisk å vurdere enheten ved å bruke eksemplet på en rørformet modell. En elektrisk varmeovn er et keramisk eller metallrør fylt med en termisk leder med en spiral plassert inni. På stedet hvor røret er festet til flensen er det isolasjonsbøssinger som gjør det umulig for den ledende spiralen å komme i kontakt med varmeelementkroppen.

De fleste modeller av varmeelementer bruker lignende komponenter, men deres holdbarhet kan variere avhengig av byggekvaliteten

Den elektriske varmeren er først og fremst montert med en flensforbindelse, som gjør at det indre miljøet til varmeanordningen kan forsegles fra det ytre rommet. Ulempen med dette designet er umuligheten av å erstatte spiralen hvis den brenner ut internt.

Driftsprinsipp for varmeelementer

Varmeelementet fungerer i henhold til følgende prinsipp. Når den er koblet til nettverket, varmes den interne spiralen opp og energi overføres til varmelederen og det ytre skallet. Varmen overføres deretter til den omkringliggende væsken, luften eller fast materiale.

Ved oppvarming av et varmeelement nedsenket i olje eller vann, dannes det konveksjonsstrømmer rundt røret, som blander kjølevæsken og bidrar til dets jevne oppvarming.

Elektriske kjeler er kjent for sin pålitelighet og vedlikeholdsevne. De har ikke mange komplekse deler, så de er enkle å betjene og vedlikeholde.

I væskefrie varmeapparater er oppvarmingstemperaturen vanligvis begrenset for ikke å skade omkringliggende deler eller forårsake brann.

For å fremskynde varmeoverføringen bruker de ofte en vifte, som sirkulerer luft både inne i enheten og i rommet rundt den.

Typer varmeelementer for varmeenheter

Enkelheten med å produsere varmeelementer oversetter ikke alltid til bekvemmelighet for brukerne. Mange produsenter produserer elektriske varmeovner med en bestemt form og montering. Hvis de går i stykker, er det ganske vanskelig å kjøpe dem i en butikk. Derfor, for å gjøre det riktige valget, er det nødvendig å studere alle mulige designalternativer.

Rørformede modeller for oppvarming av boliger

Den rørformede utformingen av elektriske varmeovner er den vanligste i mobil oljevarmere, bærbar og veggmontert elektriske radiatorer. Varmeoverføring i dem kan skje ved bruk av: konveksjon, infrarød stråling eller termisk ledningsevne.

Ferdige varmeelementer med regulator og egen strømledning kan kun kjøpes hvis du er sikker på at ledningslengden vil være tilstrekkelig

Formen og lengden på røret i slike enheter kan være hvilken som helst og er kun diktert av designfunksjoner. For eksempel varmeelement mycatremic varmeapparat er en spole plassert bak mineralplaten. Ved oppvarming avgir platen infrarød varme.

Dens vanligste egenskaper er:

• diameter - 5-18 mm;
• lengde – 200-6000 mm;
• skallmateriale - stål, rustfritt stål, keramikk, kobber;
• effekt – 0,3-2,5 kW.

Varmeelementer med en effekt på mer enn 2,5 kW brukes ikke i husholdningsoppvarmingsenheter, fordi leilighetsledninger rett og slett ikke tåler den større belastningen.

Finnet versjon av elektriske varmeovner

Finnede enheter er en modifikasjon av et rørformet varmeelement. Deres funksjon er tilstedeværelsen av mange tynne stålplater plassert langs hele lengden av enheten. Denne designen øker dramatisk kontaktområdet med miljøet, og sikrer en høy oppvarmingshastighet.

Finnede varmeelementer er dyrere og krever mer arbeidsplass, men gir høyere forbrukeregenskaper til varmeutstyr

Finnede modeller brukes hovedsakelig i varmeovner for luftoppvarming. De gir en rask økning i romtemperatur, spesielt med en innebygd vifte.

Blokkdesign av varmeelementer

Blokkversjonen består av flere rørformede varmeovner kombinert på basis av en enkelt montering.

Når du velger blokkvarmeelementer, må spesiell oppmerksomhet rettes mot deres kraft og evnen til kjelen med en pumpe for å gi varmefjerning

Denne designen brukes av en kombinasjon av to faktorer:

1. Behovet for økt enhetseffekt og høy oppvarmingshastighet for arbeidsmiljøet.
2. Umuligheten av rask overføring av termisk energi fra spiralen til miljøet på grunn av det lille området av det ytre skallet.

Faktisk, i et blokkvarmeelement, reduseres belastningen på hvert varmerør og varmeoverføringshastigheten økes. Slike enheter er inkludert i husholdningsvarmekjeler og industrielle elektriske varmeinstallasjoner.

Kraften til blokkmodeller kan være 5-10 kW, så når du plasserer dem i en leilighet, er det nødvendig å forlenge en ekstra elektrisk kabel inn i rommet.

Enheter av patrontype

Patronvarmeelementer har form av et rør med en fri ende, noe som skyldes det særegne ved installasjonen deres. Det ytre skallet er vanligvis laget av polert stål for å gi maksimal kontakt med det omkringliggende materialet. Slike rør settes tett inn i det tilsvarende hullet i varmeanordningen.

Den største ulempen med patronvarmeelementer er det lille området på den varmeoverførende overflaten, som krever bruk av spesifikke metoder for å fjerne termisk energi

Fiksering av patronmodeller utføres hovedsakelig ved hjelp av en flensforbindelse. De brukes vanligvis i industrien for å varme opp arbeidsdelene til ekstrudere.

Det finnes andre strukturelle typer varmeelementer, men de brukes hovedsakelig i industriell produksjon og påvirker ikke emnet som vurderes.

Tilleggsfunksjoner til elektriske varmeovner

Ovenfor diskuterte vi de enkleste designene til enheter som ikke har noen innebygde justeringsmekanismer.

Termoreguleringsenheten kan ha mekanisk eller elektronisk automatisering. Sistnevnte er mer nøyaktig, men er krevende for parametrene til hjemmenettverket

Men elektriske varmtvannsberedere kan utstyres med enkel automatisering som gir enheten tilleggsfunksjoner.

Disse inkluderer:

1. Termoregulering. Varmeelementer med innebygget termostat for oppvarming har en temperaturføler som utløses når arbeidsmiljøet varmes opp til et visst nivå. Den elektriske varmeovnen justeres fra utsiden av flensen.
2. Frostvæske. Denne funksjonen leveres av en forenklet termostat, som kun fungerer når temperaturen synker til 0-2°C.Det forhindrer at vann fryser i varmerør, og forbruker et minimum av strøm.
3. Turbo oppvarming, som gir tvungen oppvarming av arbeidsmiljøet under den første oppstarten av utstyret. Det må huskes at den elektriske ledningen til rommet må tåle en kortsiktig økning i kraft.

Det er ikke mange enheter som støtter tilleggsfunksjoner, fordi driften av varmeenheter som helhet ofte reguleres ved hjelp av en separat automatiseringsenhet.

Hvordan velge et varmeelement for varmeutstyr?

Velger Varmeelement for utskifting i varmtvannsbereder eller i en radiator, må du ta hensyn til kraften, designen, rørlengden og tilstedeværelsen av tilleggsfunksjoner. Derfor, før du kjøper, må du finne ut så mye som mulig om alle dens egenskaper.

Beregning av enhetseffekt

Den høye effekten til et varmeelement er ikke alltid en positiv kvalitet.

Når du velger, er det viktig å vurdere flere faktorer som er relatert til nivået på energiforbruket:

• maksimal varmeoverføringseffekt til varmeenheten som helhet;
• alternativer for elektriske ledninger;
• romvolum.

Du kan ikke kjøpe en enhet med en effekt som er mer enn 75 % av det maksimale varmeoverføringsnivået til varmeutstyr.

For eksempel er det en radiator med 10 seksjoner som hver avgir 150 W varme til luften, totalt 1,5 kW. Når du installerer en elektrisk varmeovn med en effekt på 2 kW i den, vil overflaten av batteriet ikke raskt kunne frigjøre all energien som genereres. Som et resultat vil varmeelementet konstant slå seg av på grunn av overoppheting.

Årsaken til den raske sammenbruddet av varmeelementet kan være feil valg av enhetseffekt. Som et resultat av systemisk overoppheting av spolen, brenner den ut over tid.

I leiligheter med utslitte ledninger bør den konstante belastningen på uttaket ikke overstige 1,5-2 kW, ellers kan det ta fyr og føre til alvorlige konsekvenser. Derfor, før du kjøper et varmeelement, må du sjekke tilstanden til ledningene og om nødvendig demontere den gamle og legge nytt elektrisk nett.

Når problemet med elektrisk utstyr og utstyrsfunksjoner er løst, kan du begynne å beregne den nødvendige effekten for å opprettholde en behagelig temperatur i rommet.

I godt isolerte hus og leiligheter vil et nivå på 40 W/m være tilstrekkelig³. Og hvis det er sprekker i vinduene, bør varmeeffekten økes til 60-80 W/m³. Du kan kjøpe en spesifikk modell bare etter å ha tatt hensyn til alle energifaktorene beskrevet ovenfor.

Hensyn til designfunksjoner

De fleste varmeelementer har et skall av legert stål, som gir styrke og motstand mot korrosjon. Kobberenheter brukes først og fremst i varmtvannsberedere, selv om det ikke er noen restriksjoner på bruken i hjemmelagde radiatorer.

I støpejerns- og stålradiatorer er bruk av varmeelementer laget av ikke-jernholdige metaller uønsket. Dette kan føre til akselerert slitasje på materialer og koblinger.

Også når du velger, er det nødvendig å ta hensyn til retningen på pluggens tråd, som kan være høyre eller venstre. Ulike modeller av elektriske varmeovner er også forskjellige i flensdiameter. De kan variere i størrelse fra 0,5 til 1,25 tommer.

Vanligvis kommer et varmeelement fra en god produsent med en kort bruksanvisning som beskriver designparametrene. Å studere dem vil hjelpe deg med å kjøpe en enhet som passer nøyaktig til ditt eksisterende varmeutstyr.

Lengde på varmerøret

Lengden på røret er en av hovedegenskapene som bestemmer effektiviteten til enheten.

Dens store lengde med lik kraft fører til en økning i overflaten til den elektriske varmeren og akselerasjon av varmevekslingen med arbeidsmiljøet. Dette har en positiv effekt på holdbarheten til varmeelementet og kjølevæskens sirkulasjonshastighet.

Varmeelementer med et langt rør er ideelle for installasjon i hjemmelagde registre, som er praktiske for oppvarming av store rom og uthus

Det er ønskelig at røret løper langs hele lengden av arbeidsområdet til varmeanordningen, uten å nå den motsatte veggen med 6-10 cm. Denne anbefalingen lar deg raskt og jevnt varme opp kjølevæsken.

Tilgjengelighet av tilleggsfunksjonalitet

Det er ikke alltid nødvendig å betale for mye for de ekstra egenskapene til varmeelementer. Hvis varmeenheten brukes som en hjelpeenhet og ikke har sin egen innebygde automatisering, er det fornuftig å kjøpe en modell med termostat.

Men hvis en radiator eller elektrisk konvektor har sine egne temperatursensorer og temperaturkontrollmekanismer, vil ytterligere funksjoner forbli uavhentede.

Elektronikken som er innebygget i varmeelementpluggen skal ha sikkerhetsmekanismer slik at det ikke oppstår brann dersom kontrollpanelet går i stykker.

Derfor anbefales det å kjøpe dyre elektriske varmeovner med innebygd automatisering bare hvis det er et klart behov for slikt utstyr. Hvis det er nødvendig å individuelt velge temperaturbakgrunnen, er det bedre å kjøpe termostat i stikkontakt, som kan brukes med jevne mellomrom.

Når det gjelder produsentene av varmeelementer, er deres valg ikke viktig. Hovedleverandørene er selskaper fra Russland, Ukraina, Tyrkia og Italia.Kvaliteten på produktene deres er omtrent den samme, så det er ingen vits i å betale for mye for merket.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Video #1. Praktisk oversikt over varmeelementer av ulike typer:

Video #2. Gjennomgang av varmeelement med termostat:

Video #3. Egenskaper til et blokkvarmeelement som brukes i elektriske varmekjeler:

Å kjøpe et varmeelement for varmeapparater er ikke en lett oppgave. For å gjøre dette må du tydelig kjenne egenskapene til utstyret som den elektriske varmeren er bygget inn i. Derfor må du velge en spesifikk modell først etter en grundig analyse av parameterne.

Vennligst skriv kommentarer, still spørsmål, publiser bilder relatert til emnet for artikkelen i blokken nedenfor. Fortell oss om hvordan du valgte et varmeelement som skal byttes i en elektrisk kjele eller mobilvarmer. Del hva som var det avgjørende argumentet i ditt valg for deg personlig.