Eksplosjonssikre og generelle elektriske varmeovner og fordampere for væsker og gasser

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

Du vil lære hva de er og hvordan varmeelementer fungerer for oppvarming. Vi beskrev i detalj hvilke typer varmeelementer, ga ubestridelige argumenter for et rimelig valg av den optimale typen. Tatt i betraktning våre anbefalinger, vil du anskaffe den nødvendige enheten uten feil.

Formål med oppvarming av varmeelementer

Elektriske varmeelementer har fått popularitet på grunn av allsidighet og høy effektivitet. All strøm de bruker, brukes til det tiltenkte formålet - å varme opp det omkringliggende rommet.

De viktigste varmeinnretningene der varmeelementene brukes er:

1. Bærbare og stasjonære elektriske oljeovner.
2. Varmere radiatorer.
3. Oppvarmede håndklestenger til badet.
4. Elektriske peiser.
5. Elektriske konvektorer.
6. Elektriske kjeler.

Det spesifiserte utstyret kan brukes som en primær eller ekstra varmekilde. Det er billig, enkelt å installere og krever ikke spesielle ferdigheter under drift.

Du kan koble varmeelementet til en støpejerns sentralvarme radiator etter at du har koblet fra stigerøret. En slik enhet kan brukes til hoved- og tilleggsoppvarming.

Varmeelementer for oppvarming

I varmesystemer kan rørformede elektriske ovner brukes i kjeler med fast brensel, infrarøde ovner og radiatorer.
Moderne kjeler med fast brensel fungerer ikke utelukkende på faste drivstoff... En av de vanligste typene er en kjele med fast brensel, komplett med et varmeelement, som har en temperaturbegrenser og en termostat. Varmeelementet holder en lav temperatur på kjølevæsken, for eksempel om natten, og ved å starte kjelen er det lettere å heve den til en behagelig tilstand. Ved å holde systemet i et bestemt temperaturregime tillater det ikke at det fryser når fast drivstoff er fullstendig dempet.

Bruken av varmeelementer for oppvarming av et hus har sine positive og negative sider. Den største ulempen er kostnaden for strøm, den dyreste varmekilden. I tillegg, hvis spiralen svikter, må den elektriske ovnen byttes, den kan ikke repareres.

De positive aspektene inkluderer:

• autonom installasjon av et varmesystem hvis det ikke er tilgang til gass eller fast drivstoff;
• automatisering av oppvarmingsprosessen når du installerer varmeelementer med en termostat;
• varmesystemets miljøvennlighet, siden det ikke er skadelige forbrenningsprodukter og drivstoff som må lagres i miljøet;
• kompakthet og muligheten til å velge en modell som passer for driftsforholdene;
• lave installasjonskostnader og enkelhet.

Internt arrangement av elektriske ovner

Det er praktisk å vurdere enheten på eksemplet på en rørformet modell. Det elektriske varmeapparatet er et keramisk rør eller metallrør fylt med en varmeleder med en spiral inni.På stedet der røret er festet til flensen, er det isolerende bøsninger som gjør det umulig for den ledende spiralen å komme i kontakt med varmeelementlegemet.

I de fleste modeller av varmeelementer brukes lignende komponenter, men holdbarheten kan variere avhengig av byggekvaliteten

Det elektriske varmeapparatet festes hovedsakelig med en flensforbindelse, som gjør det mulig å tette det indre miljøet til varmeren fra det ytre rommet. Ulempen med dette designet er umuligheten av å bytte ut spolen når den brenner ut internt.

Fordeler og ulemper ved bruk av kjeler med varmeelementer

Oppvarming av kjeler med fast brensel med varmeelementer har en rekke fordeler:

• kjelen er økonomisk når du brenner fast drivstoff;
• overgangen til oppvarming av varmeelementer skjer automatisk og temperaturen faller ikke til kritiske verdier;
• ønsket temperatur er enkel å programmere og ikke å overopphete rommet, henholdsvis for å spare penger;
• kjelen har lang levetid på grunn av konstant vedlikehold av den optimale temperaturen uten plutselige endringer;
• Varmeelementet er enkelt å bytte ut i tilfelle havari.

Du må også vite ulempene med slike kjeler:

• enheten kan ikke installeres i en vanlig bygård i fravær av en separat skorstein;
• det trenger et eget rom;
• for drift av varmeelementet er det nødvendig med en trefaset strømtilkobling;
• enheten trenger regelmessig vedlikehold.

Som vi kan se, er ulempene ganske relative og er ikke kritiske for installasjon av utstyr i et privat hus.

Å kjøpe og installere en kjele eller en radiator med et varmeelement i hjemmet ditt vil være en praktisk og gunstig hjelp for optimalt vedlikehold av en behagelig temperatur i hjemmet ditt.

Prinsippet om drift av varmeelementer

Varmeelementet fungerer etter følgende prinsipp. Når den er koblet til nettverket, oppvarmes den indre spolen og energi overføres til varmelederen og den ytre kappen. Deretter overføres varme til den omkringliggende væsken, luften eller det faste materialet.

Ved oppvarming av et varmeelement nedsenket i olje eller vann, oppstår konveksjonsstrømmer rundt røret, som blander kjølevæsken og bidrar til en jevn oppvarming.

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

I varmeovner som ikke er flytende, er oppvarmingstemperaturen vanligvis begrenset for ikke å skade de omkringliggende delene og forårsake brann.

For å øke hastigheten på varmeoverføringen bruker de ofte en vifte som sirkulerer luft både inne i enheten og i det omkringliggende rommet.

Elektriske ovner blokkerer

Slike TEN for oppvarming av et hus brukes i tilfeller der det er nødvendig å øke kraften til varmeenheten. Vanligvis brukes disse varmeelementene i varmeutstyr der en væske fungerer som en varmebærer - vann, olje, etc.
Et særtrekk ved disse elementene er festingen til oppvarmingsenheten. Monteringsmetoden er av to typer: gjenget eller flenset. De mest populære er flensovner.

Elektriske varmeblokker for oppvarming kan brukes mange ganger i forskjellige varmeenheter. Hvis elementet blir utbrent, vil det ikke være vanskelig å erstatte det med et nytt. Slike TENA brukes ofte til varmekjeler.

Typer varmeelementer for varmeenheter

Enkelheten med å lage varmeelementer blir ikke alltid praktisk for brukerne. Mange produsenter produserer elektriske ovner med en bestemt form og innfesting. I tilfelle sammenbrudd er det ganske vanskelig å kjøpe dem i butikken. Derfor, for det riktige valget, er det nødvendig å studere alle mulige designalternativer.

Rørformede modeller for oppvarming av husholdning

Den rørformede utformingen av elektriske ovner er den vanligste i mobile oljeovner, bærbare og veggmonterte elektriske radiatorer. Varmeoverføring i dem kan skje ved hjelp av: konveksjon, infrarød stråling eller termisk ledning.

Ferdige varmeelementer med en regulator og deres egen strømledning kan bare kjøpes hvis du er sikker på at ledningens lengde vil være tilstrekkelig

Rørets form og lengde i slike enheter kan være hvilken som helst og dikteres bare av designfunksjoner. For eksempel er varmeelementet til en mikatremisk varmeapparat en spole som ligger bak en mineralsk plate. Ved oppvarming avgir platen infrarød varme.

De vanligste egenskapene er:

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

Varmeelementer med en kapasitet på mer enn 2,5 kW brukes ikke i husholdningsoppvarmingsapparater, fordi ledningene i leiligheter rett og slett ikke tåler større belastning.

Ribbet versjon av elektriske ovner

Ribbede enheter er en modifikasjon av det rørformede varmeelementet. Funksjonen deres er tilstedeværelsen av mange tynne stålplater langs hele enhetens lengde. Denne designen øker kontaktområdet med miljøet dramatisk, og gir en høy oppvarmingshastighet.

Ribbede varmeelementer er dyrere, krevende volumet på arbeidsområdet, men gir høyere forbrukeregenskaper ved varmeutstyr

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

Blokk design av varmeelementer

Blokkversjonen representerer flere rørvarmer kombinert på grunnlag av en enkelt montering.

Når du velger blokkoppvarmingselementer, bør du være spesielt oppmerksom på kraften og evnen til en kjele med pumpe for å gi varmeopptak

Denne designen brukes når to faktorer kombineres:

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

I et blokkoppvarmingselement avtar faktisk belastningen på hvert oppvarmingsrør og varmeoverføringshastigheten øker. Slike innretninger er en del av fyringsvarmekjeler og industrielle elektriske oppvarmingsinstallasjoner.

Kraften til blokkmodeller kan være 5-10 kW, derfor må en ekstra elektrisk kabel trekkes inn i rommet når de plasseres i en leilighet.

Kassett-enheter

Patronoppvarmingselementer har form av et rør med en fri ende, noe som skyldes spesiell installasjon. Det ytre skallet er vanligvis laget av polert stål for å sikre maksimal kontakt med det omkringliggende materialet. Slike rør er tett inn i det tilsvarende hullet på varmeren.

Den største ulempen med varmeelementer for patroner er det lille området på varmeoverføringsoverflaten, som krever bruk av spesifikke metoder for å fjerne varmeenergi

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

Det er andre strukturelle typer varmeelementer, men de brukes hovedsakelig i industriell produksjon og påvirker ikke temaet som blir vurdert.

Varmeelementdesign

I noen detaljer er utformingen av en rørformet elektrisk varmeapparat vist på bildet nedenfor.
Det viktigste elementet i alle varmeelementene er varmeapparatet, de serveres oftest av en nikrom tråd (1), som er plassert i midten av røret i hele dens lengde, den er festet til utgangsstiften (6).

Tråden har en viss indre motstand, og når en elektrisk strøm strømmer gjennom den, varmes den opp.

Materialet til varmeapparatet må ha høy motstand mot strømmen som strømmer gjennom det; de er også laget av legeringer som inneholder nichrome eller constantan.

Varmeapparatets motstand velges i samsvar med den nødvendige effekten til varmeelementet... Hovedloven for elektroteknikk fungerer her - Ohms lov, og den velkjente formelen:

P = U * I, hvor jeg - strømstyrke, U - nettspenning, P - effekt.

For eksempel, for at kraften til varmeelementet skal være 1kW (1000W), i et enfaset 220V nettverk, er motstanden til tråden som følger:

Først bestemmer vi AKTUELLE:

I = P / U = 1000W / 220V = 4,55A

Direkte bestemmes motstanden av formelen:

R = U / I, hvor R er motstanden til varmeelementet i Ohms U er spenningen i volt I er strømstyrken i ampere

Følgelig er motstanden til det elektriske varmeapparatets nikromfilament R = 220 / 4,55 = 48,4 ohm.

Hvordan forstår du jo lavere motstanden til den rørformede elektriske varmeapparatet er, desto høyere er effekten, mens nesten alt brukes på oppvarming av glødetråden. Effektiviteten til varmeelementene er nær 100%, dvs. jo kraftigere det er, jo mer og raskere blir det opp.

En isolator (2) er plassert mellom den nikrome tråden og røret, som tåler høye temperaturer.

For produksjon av et rørformet varmeelement (3) velges metaller med lite korrosjon, det er disse varmeelementene som oftest brukes i hverdagen og industrien.

Glassvarmeelementer brukes i aggressive miljøer, for eksempel i laboratorier, hvor kjemiske blandinger må varmes opp.

Glassrør i varmeovner kan også finnes i husholdningsovner som bruker infrarød stråling. Keramiske rør brukes sjelden i varmeovner.

Diameteren på rørene kan være forskjellig, men rør med en diameter på seks til tjuefire millimeter har blitt brukt.

Isolatoren må være sterkt isolerende mens den er effektiv til å overføre varme fra varmeren til røret.

Strømforsyningen til varmeelementet utføres ved hjelp av terminalene (4) på ​​isolasjonsinnsatsene (5).

Terminalene kan være plassert både i den ene enden og i begge ender av varmeelementet. Noen typer varmeelementer er utstyrt med en innebygd sikring. Disse ovner brukes i vaskemaskiner og oppvaskmaskiner.

Tilleggsfunksjoner til elektriske ovner

Ovenfor ble de enkleste designene av enheter vurdert som ikke har noen innebygde justeringsmekanismer.

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

Men elektriske varmtvannsberedere kan utstyres med den enkleste automatiseringen som gir enheten ekstra funksjoner.

Disse inkluderer:

1. Termoregulering... Varmeelementer med innebygd termostat for oppvarming har en temperatursensor som utløses når arbeidsmediet varmes opp til et visst nivå. Den elektriske varmeren justeres fra utsiden av flensen.
2. Frostbeskyttelse... Denne funksjonen leveres av en forenklet termostat som bare fungerer når temperaturen synker til 0-2 ° C. Det forhindrer at vann fryser i varmeledninger, og forbruker et minimum av strøm.
3. Turbooppvarming, som gir tvungen oppvarming av arbeidsmiljøet ved første oppstart av utstyret. Det må huskes at de elektriske ledningene i rommet må tåle en kortsiktig økning i kraft.

Det er ikke så mange enheter som støtter tilleggsfunksjoner, for ofte blir reguleringen av driften av varmeenheter som helhet utført ved hjelp av en separat automatiseringsenhet.

Typer elektriske ovner

Til tross for designens ytre enkelhet, kan du i hyllene finne en rekke varianter av varmeelementer for radiatorer.

For det meste er varmenes kraft ganske bred. Laveffektsmodeller har en effekt på ca 0,3 kW, med kraftigere når de 6 kW.

For å kunne bestemme enhetens optimale effekt, er det nødvendig å kjenne til de termiske ingeniørstandardene som gjelder i denne regionen. I det minste kan du bruke gjennomsnittsdataene som brukes i det sentrale Russland, og deretter, om nødvendig, litt riktig.

10 kvm m. av det oppvarmede området i rommet kreves et varmeelement med en kapasitet på 1 kW.

Modeller kan variere i kroppsdesign. Med tanke på at oppvarmingsbatterier kan ha forskjellige design og konfigurasjoner, kan du finne varmeelementer med både høyre og venstre tråd. Diameteren på enhetene kan også være forskjellige. Dette er direkte relatert til tverrsnittet til radiatorpluggen, en enhet er installert i stedet. Standardmålene er 40 mm.

I prinsippet skiller ikke enhetene som er installert i radiatorer laget av forskjellige materialer. Enheten deres er nesten identisk, forskjellen kan bare være i diameter. På salg er det varmeelementer av både enkelt og dobbelt design. Sistnevnte alternativ er noe mer praktisk å bruke. Når den er slått på, aktiveres begge elementene samtidig, noe som gjør at kjølevæsken varmes opp så raskt som mulig. Etter det er et av elementene slått av, takket være at energiressursene spares.

I tillegg kan varmeovner for radiatorer ha termostater eller ikke, og de kan også variere i lengde.

Enhetene kan ha forskjellige stengelengder, noe som kan påvirke arbeidseffektiviteten betydelig. Hvis lengden på varmeelementene er utilstrekkelig, vil ikke utstyret være i stand til å gi tilstrekkelig sirkulasjonshastighet for kjølevæsken, på grunn av hvilken oppvarmingen av radiatoren vil være svak og ujevn. De optimale parametrene er når varmeelementstangen er 60-100 mm kortere enn den indre delen av radiatoren.

Hvordan velge et varmeelement for varmeutstyr?

Når du velger et varmeelement for utskifting i en varmtvannsbereder eller i en radiator, må du ta hensyn til dens kraft, design, rørlengde og tilgjengeligheten av tilleggsfunksjoner. Derfor må du finne ut så mye som mulig om alle dens egenskaper før du kjøper.

Beregning av enhetens kraft

Den store effekten til varmeelementet er ikke alltid en positiv kvalitet.

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

• den maksimale varmeoverføringseffekten til varmeren som helhet;
• elektriske ledningsegenskaper;
• volumet på rommet.

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

For eksempel er det en radiator med 10 seksjoner, som hver avgir 150 watt varme til luften, totalt 1,5 kW. Når en elektrisk varmeapparat med en effekt på 2 kW er installert i den, vil ikke overflaten på batteriet raskt kunne gi opp all den genererte energien. Som et resultat vil varmeelementet stadig slå seg av på grunn av overoppheting.

Årsaken til hurtig nedbrytning av varmeelementet kan være feil valg av kraften til enheten. Som et resultat av systemisk overoppheting av spolen, brenner den ut over tid

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

Når problemet med det elektriske utstyret og utstyrets evner 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 / m3 være tilstrekkelig. Og hvis det er hull i vinduene, bør varmeeffekten økes til 60-80 W / m3.Du kan bare kjøpe en bestemt modell etter å ha tatt hensyn til alle ovennevnte energifaktorer.

Hensyn til designfunksjoner

De fleste varmeelementer har et skall av legert stål som gir styrke og motstand mot korrosjon. Kobberinnretninger brukes hovedsakelig i varmtvannsberederen, selv om det ikke er noen begrensninger på bruken i hjemmelagde radiatorer.

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

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

Vanligvis er en kort instruksjon festet til et varmeelement fra en god produsent, som beskriver dens designparametere. Å studere dem vil hjelpe deg med å kjøpe en enhet som akkurat passer til ditt eksisterende varmeutstyr.

Lengde på varmerør

Rørets lengde er en av hovedegenskapene som bestemmer effektiviteten til enheten.

Den store lengden med lik kraft fører til en økning i overflaten til den elektriske varmeapparatet og en akselerasjon av varmeveksling med arbeidsmediet. Dette har en positiv effekt på holdbarheten til varmeelementet og kjølevæskens sirkulasjonshastighet.

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

Det anbefales at røret løper over hele lengden på varmeapparatets arbeidsområde, uten å nå den motsatte veggen med 6-10 cm. Denne anbefalingen gjør at du raskt og jevnt kan varme opp kjølevæsken.

Tilgjengelighet av tilleggsfunksjonalitet

Det er ikke alltid nødvendig å betale for mye for tilleggsfunksjonene til varmeelementene. Hvis varmeapparatet brukes som ekstravarmer og ikke har sin egen innebygde automatisering, er det fornuftig å kjøpe en modell med en termostat.

Men hvis radiatoren eller den elektriske konvektoren har sine egne temperatursensorer og temperaturkontrollmekanismer, vil tilleggsfunksjoner forbli uavbrutt.

Elektronikken som er innebygd i varmeelementpluggen, må ha sikkerhetsmekanismer slik at det ikke oppstår brann ved svikt i betjeningskortet.

Derfor anbefales det å kjøpe dyre elektriske ovner med innebygd automatisering bare hvis det er et klart behov for slikt utstyr. Hvis du trenger et individuelt utvalg av temperaturbakgrunnen, er det bedre å kjøpe en termostat i et utløp, som kan brukes med jevne mellomrom.

Når det gjelder produsentene av varmeelementer, er ikke deres valg grunnleggende. De viktigste leverandørene er firmaer fra Russland, Ukraina, Tyrkia og Italia. Kvaliteten på produktene deres er omtrent den samme, så det nytter ikke å betale for mye for merkevaren.

Installasjon av varmeelementer

Før du installerer enheten, er det nødvendig å gjøre strømberegninger med tanke på batteritypen og de gjennomsnittlige termiske tekniske egenskapene, som er normen i et gitt område.

Gjøre beregninger

Når du bestemmer strømindikatoren, kan du bruke gjennomsnittsverdien for varmetekniske data i Russland. Når du installerer en elektrisk varmeapparat av rørformet type som hovedoppvarmingsenhet i 10 kvadratmeter, er en effekt på 1 kilowatt tilstrekkelig.

For varmeelementer for radiatorer, som skal installeres, som et tillegg til hovedvarmesystemet, anbefales det å bruke en strømindikator tre ganger lavere.

Nominell effekt til en elektrisk varmeapparat kan beregnes i henhold til formelen:

Q = 0,0011 * M (T1-T2) / t

I dette tilfellet er M massen til energibæreren, T1 er temperaturen etter oppvarming, T2 er temperaturen før oppvarming, og t er tiden som kreves for å maksimere temperaturregimet.

En viktig faktor er de tekniske egenskapene til selve den elektriske varmeapparatet, samt varmeoverføringen til batteriet. Alle nødvendige data om enheten kan leses i passet som er vedlagt den. Varmeavledningen til en seksjon av en støpejernsradiator er i gjennomsnitt 1,40 watt og 180 watt for aluminium. Derfor vil varmeelementets kraft for samme volum batterier fra forskjellige materialer være litt annerledes.

Installasjon

Installasjon av et rørformet elektrisk varmeapparat er ikke vanskelig. Dette krever:

• Skru av batteridekselet på den ene siden.
• installer varmeelementet ved hjelp av et gjenget feste og en gummipakning.

Prosessen med å koble til et rørformet elektrisk varmeapparat har noen funksjoner:

1. Varmemediet øker trykket i batteriet når det varmes opp. I denne forbindelse er det nødvendig å installere en liten ekspansjonstank. Det er også mulig å utstyre radiatoren med en trykkreguleringsventil i et lukket system.
2. Varmeelementfestene er ganske skjøre. Derfor, når du installerer enheten, bør det gjøres nøye, uten ekstra anstrengelse.

For å maksimere effektiviteten til det elektriske varmeapparatet, er det best å koble det til bunnen av batteriet. Dette skyldes at kjølevæsken, avkjøles, går ned, og når den varmes opp, stiger den til toppen.