Elvärmeelement har inte förändrat sin design på decennier och är fortfarande efterfrågade inom värmeutrustning. Formen på dessa anordningar, byggmaterial förändras, men principen om drift och effektivitet förblir oförändrad. För ett kompetent urval är information om skillnader och egenskaper användbar. Håller du med?
Du lär dig vad de är och hur värmeelement fungerar för uppvärmning. Vi beskrev i detalj typerna av värmeelement, gav obestridliga argument för ett rimligt val av den optimala typen. Med hänsyn till våra rekommendationer kommer du att anskaffa den nödvändiga enheten utan fel.
Syfte med värmeelement
Elvärmeelement har vunnit popularitet på grund av deras mångsidighet och höga effektivitet. All el de förbrukar används för det avsedda syftet - att värma det omgivande utrymmet.
De viktigaste värmeenheterna där värmeelement används är:
- Bärbara och stationära elektriska oljevärmare.
- Radiatorer för uppvärmning av vatten.
- Handdukstorkar för badrummet.
- Elektriska eldstäder.
- Elektriska konvektorer.
- Elpannor.
Den angivna utrustningen kan användas som en primär eller ytterligare värmekälla. Det är billigt, enkelt att installera och kräver inga speciella färdigheter under drift.
Du kan ansluta värmeelementet till en gjutjärnscentralvärmare efter att du har kopplat bort det gemensamma staget. En sådan anordning kan användas för huvud- och tilläggsuppvärmning.
Värmeelement för uppvärmning
I värmesystem kan rörformiga elektriska värmare användas i fastbränslepannor, infraröda värmare och värmeelement.
Moderna fastbränslepannor fungerar inte uteslutande på fasta bränslen... En av de vanligaste typerna är en fastbränslepanna komplett med ett värmeelement, som har en temperaturbegränsare och en termostat. Värmeelementet håller en låg temperatur på kylvätskan, till exempel på natten, och genom att starta pannan är det lättare att lyfta det till ett bekvämt tillstånd. Genom att hålla systemet i ett visst temperaturregime tillåter det inte att det fryser när fast bränsle är helt dämpat.
Användningen av värmeelement för att värma ett hus har sina positiva och negativa sidor. Den största nackdelen är elkostnaden, den dyraste värmekällan. Dessutom, om spiralen går sönder, måste den elektriska värmaren bytas, den kan inte repareras.
De positiva aspekterna inkluderar:
- autonom installation av ett värmesystem om det inte finns tillgång till gas eller fast bränsle,
- automatisering av uppvärmningsprocessen vid installation av värmeelement med en termostat;
- värmesystemets miljövänlighet, eftersom det inte finns några skadliga förbränningsprodukter och bränsle som måste lagras i miljön;
- kompakthet och förmågan att välja en modell som passar driftsförhållandena;
- låga installationskostnader och enkelhet.
Internt arrangemang av elektriska värmare
Det är bekvämt att överväga enheten enligt exemplet på en rörformig modell. Den elektriska värmaren är ett keramiskt eller metallrör fyllt med en värmeledare med en spiral placerad inuti.På den plats där röret är fäst vid flänsen finns det isolerande bussningar som gör det omöjligt för den ledande spiralen att komma i kontakt med värmeelementets kropp.
I de flesta modeller av värmeelement används liknande komponenter, men deras hållbarhet kan variera beroende på byggkvaliteten
Den elektriska värmaren är huvudsakligen fäst med en flänsanslutning, vilket gör det möjligt att täta värmarens interna miljö från det yttre utrymmet. Nackdelen med denna design är omöjligheten att byta ut spolen när den brinner ut internt.
För- och nackdelar med att använda pannor med värmeelement
Uppvärmning av fastbränslepannor med värmeelement har ett antal fördelar:
- pannan är ekonomisk när man bränner fast bränsle;
- övergången till uppvärmning med värmeelement sker automatiskt och temperaturen sjunker inte till kritiska värden;
- önskad temperatur är lätt att programmera och inte överhettas i rummet, för att spara pengar;
- pannan har lång livslängd på grund av det konstanta underhållet av den optimala temperaturen utan plötsliga förändringar;
- Värmeelementet är enkelt att byta ut vid haveri.
Du måste också känna till nackdelarna med sådana pannor:
- enheten kan inte installeras i en vanlig lägenhetsbyggnad i avsaknad av en separat skorsten;
- det behöver ett separat rum;
- för drift av värmeelementet krävs en trefasströmanslutning;
- enheten behöver regelbundet underhåll.
Som vi kan se är nackdelarna ganska relativa och är inte kritiska för installation av utrustning i ett privat hus.
Att köpa och installera en panna eller värmare med ett värmeelement i ditt hem kommer att vara en praktisk och lönsam hjälp för optimalt underhåll av en bekväm temperatur i ditt hem.
Principen för drift av värmeelement
Värmeelementet fungerar enligt följande princip. När den är ansluten till nätverket värms den inre spolen och energi överförs till värmeledaren och den yttre manteln. Därefter överförs värme till omgivande vätska, luft eller fast material.
Vid uppvärmning av ett värmeelement nedsänkt i olja eller vatten skapas konvektionsströmmar runt röret som blandar kylvätskan och bidrar till dess enhetliga uppvärmning.
Elpannor är kända för sin tillförlitlighet och underhållsförmåga. De har inte många komplexa delar, så de är lätta att använda och underhålla.
I icke-flytande värmare är uppvärmningstemperaturen vanligtvis begränsad för att inte skada de omgivande delarna och inte orsaka brand.
För att påskynda värmeöverföringen använder de ofta en fläkt som cirkulerar luft både inuti enheten och i det omgivande rummet.
Elvärmare blockerar
Sådan TEN för uppvärmning av ett hus används i fall där det är nödvändigt att öka värmenhetens effekt. Dessa värmeelement används vanligtvis i värmeutrustning, i vilken en vätska fungerar som en värmebärare - vatten, olja, etc.
Ett utmärkande drag hos dessa element är deras fästning på värmeanordningen. Monteringsmetoden är av två typer: gängad eller flänsad. De mest populära är flänsvärmare.
Elektriska värmeblock kan användas många gånger i olika värmeenheter. Om elementet är utbränt blir det inte svårt att ersätta det med ett nytt. Sådan TENA används ofta för en värmepanna.
Typer av värmeelement för värmeenheter
Enkelheten med att tillverka värmeelement blir inte alltid bekvämt för användarna. Många tillverkare tillverkar elektriska värmare med en specifik form och infästning. I händelse av haveri är det ganska svårt att köpa dem i butiken. För rätt val är det därför nödvändigt att studera alla möjliga designalternativ.
Rörformade modeller för hushållsuppvärmning
Den rörformiga utformningen av elektriska värmare är den vanligaste i mobila oljevärmare, bärbara och väggmonterade elektriska värmare. Värmeöverföring i dem kan ske med: konvektion, infraröd strålning eller värmeledning.
Färdiga värmeelement med en regulator och en egen nätsladd kan endast köpas om du är säker på att ledningens längd kommer att vara tillräcklig
Rörets form och längd i sådana anordningar kan vara vilken som helst och dikteras endast av designfunktioner. Till exempel är värmeelementet i en micatremisk värmare en spole belägen bakom en mineralplatta. Vid uppvärmning avger plattan infraröd värme.
De vanligaste egenskaperna är:
- diameter - 5-18 mm;
- längd - 200-6000 mm;
- skalmaterial - stål, rostfritt stål, keramik, koppar;
- effekt - 0,3-2,5 kW.
Värmeelement med en kapacitet på mer än 2,5 kW används inte i hushållsapparater, eftersom ledningsdragningar helt enkelt inte tål större belastning.
Ribbad version av elektriska värmare
Ribbade enheter är en modifiering av det rörformade värmeelementet. Deras funktion är närvaron av många tunna stålplattor längs hela enhetens längd. Denna design ökar dramatiskt kontaktområdet med miljön, vilket ger en hög uppvärmningshastighet.
Ribbade värmeelement är dyrare, vilket kräver arbetsytans volym, men ger högre konsumentegenskaper hos värmeutrustning
Finnade modeller används främst i värmare för luftuppvärmning. De ger en snabb ökning av rumstemperaturen, särskilt med en inbyggd fläkt.
Blockdesign av värmeelement
Blockversionen representerar flera rörformade värmare kombinerade på basis av ett enda fäste.
När du väljer blockvärmeelement bör särskild uppmärksamhet ägnas åt deras kraft och förmågan hos en panna med en pump att tillhandahålla värmeavlägsnande
Denna design används när två faktorer kombineras:
- Behovet av ökad effekt hos enheten och en hög uppvärmningshastighet för arbetsmediet.
- Det är omöjligt att snabbt överföra termisk energi från spiralen till miljön på grund av det yttre skalets lilla område.
I ett blockvärmeelement minskar faktiskt belastningen på varje värmerör och värmeöverföringshastigheten ökar. Sådana anordningar ingår i hushållspannor och elektriska värmeinstallationer.
Kraften hos blockmodeller kan vara 5-10 kW, därför måste en extra elkabel dras in i rummet när de placeras i en lägenhet.
Kassettypsenheter
Patronvärmeelement har formen av ett rör med en fri ände, vilket beror på den speciella installationen. Det yttre skalet är vanligtvis tillverkat av polerat stål för att säkerställa maximal kontakt med det omgivande materialet. Sådana rör sätts tätt in i motsvarande hål i värmaren.
Den största nackdelen med patronvärmeelement är den lilla ytan på värmeöverföringsytan, vilket kräver användning av specifika metoder för att ta bort värmeenergi
Fixeringen av patronmodeller utförs huvudsakligen med en flänsanslutning. De används vanligtvis inom industrin för att värma extruders arbetsdelar.
Det finns andra strukturella typer av värmeelement, men de används huvudsakligen i industriproduktion och påverkar inte det aktuella ämnet.
Värmeelement design
I detalj visas utformningen av en rörformad elektrisk värmare i bilden nedan.
Det viktigaste elementet i alla värmeelement är värmaren, betjänas de oftast av en nikrom tråd (1), placerad i rörets mitt längs hela dess längd, den är fäst vid utgångsstiftet (6).
Tråden har ett visst inre motstånd och när en elektrisk ström flyter genom den värms den upp.
Materialet för värmaren måste ha en hög motståndskraft mot strömmen som strömmar genom den; de är också gjorda av legeringar som innehåller nikrom eller konstantan.
Värmarens motstånd väljs i enlighet med värmeelementets erforderliga effekt... Elektroteknikens huvudlag fungerar här - Ohms lag och den välkända formeln:
P = U * I, där jag - strömstyrka, U - nätspänning, P - effekt.
Så till exempel, för att värmeelementets effekt ska vara 1kW (1000W), i ett enfas 220V-nätverk, är trådens motstånd följande:
Först bestämmer vi den AKTUELLA:
I = P / U = 1000W / 220V = 4,55A
Direkt bestäms motståndet med formeln:
R = U / I, där R är motståndet för värmeelementet i Ohms U är spänningen i volt I är strömstyrkan i ampere
Följaktligen är motståndet hos den elektriska värmarens nikromtråd R = 220 / 4,55 = 48,4 ohm.
Hur förstår du ju lägre motståndet hos den rörformade elektriska värmaren desto högre är dess effekt, medan nästan allt går till att värma glödtråden. Värmeelementens verkningsgrad är nära 100%, dvs. ju mer kraftfull den är, desto mer och snabbare värms den upp.
En isolator (2) är placerad mellan nikromtråden och röret, som tål höga temperaturer.
För tillverkning av ett rörformigt värmeelement (3) väljs lågkorrosiva metaller, det är dessa värmeelement som oftast används i vardagen och industrin.
Glasvärmeelement används i aggressiva miljöer, till exempel i laboratorier där kemiska blandningar behöver värmas.
Glasrör i värmare finns också i hushållsvärmare som använder infraröd strålning. Keramiska rör används sällan i värmare.
Rörens diameter kan vara annorlunda, men rör med en diameter på sex till tjugofyra millimeter har använts.
Isolatorn måste vara mycket isolerande samtidigt som den effektivt överför värme från värmaren till röret.
Värmeelementets strömförsörjning utförs med hjälp av plintarna (4) på de isolerande insatserna (5).
Terminalerna kan placeras både i ena änden och i båda ändarna av värmeelementet. Vissa typer av värmeelement är utrustade med en inbyggd säkring. Dessa värmare används i tvättmaskiner och diskmaskiner.
Ytterligare funktioner för elektriska värmare
Ovan betraktades de enklaste designerna av enheter som inte har några inbyggda justeringsmekanismer.
Termoregleringsenheten kan ha mekanisk eller elektronisk automatisering. Det senare är mer exakt, men kräver parametrarna i hemmets elektriska nätverk.
Men elektriska vattenvärmare kan utrustas med den enklaste automatiseringen som ger enheten ytterligare funktioner.
Dessa inkluderar:
- Termoreglering... Värmeelement med inbyggd termostat för uppvärmning har en temperatursensor som utlöses när arbetsmediet värms upp till en viss nivå. Elvärmaren justeras från flänsens utsida.
- Frostskydd... Denna funktion tillhandahålls av en förenklad termostat som endast fungerar när temperaturen sjunker till 0-2 ° C. Det förhindrar att vatten fryser i värmerör och förbrukar ett minimum av el.
- Turbo uppvärmning, som ger tvångsuppvärmning av arbetsmiljön vid den första igångsättningen av utrustningen. Man måste komma ihåg att de elektriska ledningarna i rummet måste motstå en kortsiktig effektökning.
Det finns inte så många enheter som stöder ytterligare funktioner, för ofta utförs regleringen av driften av värmeenheter som helhet med en separat automatiseringsenhet.
Typer av elektriska värmare
Trots designens externa enkelhet finns det i hyllorna olika variationer av värmeelement för värmeelement.
För det mesta har värmarna en ganska bred räckvidd. Modeller med låg effekt har en effekt på cirka 0,3 kW, och med mer kraftfulla når de 6 kW.
För att korrekt kunna bestämma enhetens optimala effekt är det nödvändigt att känna till de värmetekniska standarder som gäller i denna region. Åtminstone kan du använda de genomsnittliga data som används i centrala Ryssland, och sedan, om nödvändigt, något korrekt.
10 kvm m. av det uppvärmda området i rummet krävs ett värmeelement med en kapacitet på 1 kW.
Modellerna kan skilja sig åt i väskans utformning. Med tanke på att värmebatterier kan ha olika utföranden och konfigurationer, kan du hitta värmeelement med både höger och vänster tråd. Enheternas diametrar kan också vara olika. Detta är direkt relaterat till tvärsnittet på radiatorkåpan, en enhet är installerad på sin plats. Standardmåtten är 40 mm.
I princip skiljer sig inte enheterna som är installerade i radiatorer av olika material. Deras enhet är nästan identisk, skillnaden kan bara vara i diameter. Till salu finns värmeelement av både enkel och dubbel design. Det senare alternativet är något bekvämare att använda. När den är påslagen aktiveras båda elementen samtidigt, vilket gör att kylvätskan värms upp så snabbt som möjligt. Därefter stängs ett av elementen av, tack vare vilket energiresurser sparas.
Dessutom kan värmare för radiatorer ha eller inte ha termostater, och de kan också variera i längd.
Enheterna kan ha olika stavlängder, vilket kan påverka arbetseffektiviteten avsevärt. Om värmeelementens längd är otillräcklig kommer utrustningen inte att kunna tillhandahålla en tillräcklig cirkulationshastighet för kylvätskan, varför värmningen av kylaren blir svag och ojämn. De optimala parametrarna är när värmeelementstången är 60-100 mm kortare än kylarens inre del.
Hur väljer jag ett värmeelement för värmeutrustning?
När du väljer ett värmeelement för utbyte i en varmvattenberedare eller i en kylare måste du vara uppmärksam på dess kraft, design, rörlängd och tillgängligheten av ytterligare funktioner. Innan du köper måste du därför ta reda på så mycket som möjligt om alla dess egenskaper.
Beräknar enhetens effekt
Värmeelementets stora effekt är inte alltid en positiv kvalitet.
När du väljer är det viktigt att ta hänsyn till flera faktorer som är relaterade till energianvändningen:
- den maximala värmeöverföringseffekten för värmaren som helhet;
- elektriska ledningsförmåga;
- volymen på rummet.
Du kan inte köpa en enhet med en effekt som är mer än 75% av värmeutrustningens maximala värmeöverföringsnivå.
Till exempel finns det en radiator med 10 sektioner, som var och en avger 150 watt värme till luften, totalt 1,5 kW. När en elektrisk värmare med en effekt på 2 kW installeras i den kommer inte batteriets yta att kunna ge upp all genererad energi snabbt. Som ett resultat stängs värmeelementet ständigt av på grund av överhettning.
Orsaken till att värmeelementet snabbt går sönder kan vara fel val av enhetens effekt. Som ett resultat av systemisk överhettning av spolen brinner den ut över tiden
I lägenheter med slitna kablar bör den konstanta belastningen på utloppet inte överstiga 1,5-2 kW, annars kan det ta eld och leda till sorgliga konsekvenser. Innan du köper ett värmeelement måste du därför kontrollera kabeldragningen och om nödvändigt demontera den gamla och lägga ett nytt elnät.
När problemet med el och utrustningens lösningar är löst kan du börja beräkna den erforderliga effekten för att bibehålla en behaglig temperatur i rummet.
I välisolerade hus och lägenheter räcker det med en nivå på 40 W / m3. Och om det finns luckor i fönstren bör värmeeffekten ökas till 60-80 W / m3.Du kan köpa en specifik modell först efter att ha beaktat alla ovan beskrivna energifaktorer.
Hänsyn till designfunktioner
De flesta värmeelement har ett legerat stålskal som ger styrka och motståndskraft mot korrosion. Kopparanordningar används främst i varmvattenberedare, även om det inte finns några begränsningar för deras användning i hemlagade värmare.
I radiatorer av gjutjärn och stål är användningen av värmeelement av icke-järnmetaller oönskad. Detta kan leda till snabbare slitage på material och anslutningar.
När du väljer är det också nödvändigt att ta hänsyn till riktningen på kontakten, som kan vara höger eller vänster. Olika modeller av elektriska värmare skiljer sig också åt i flänsarnas diameter. De kan variera i storlek från 0,5 till 1,25 tum.
Vanligtvis är en kort instruktion fäst vid ett värmeelement från en bra tillverkare, som beskriver dess designparametrar. Att studera dem hjälper dig att köpa en enhet som passar exakt din befintliga värmeutrustning.
Värmerörslängd
Rörets längd är en av de viktigaste egenskaperna som bestämmer enhetens effektivitet.
Dess stora längd med lika kraft leder till en ökning av den elektriska värmaren och en acceleration av värmeväxlingen med arbetsmediet. Detta har en positiv effekt på värmeelementets hållbarhet och kylvätskans cirkulationshastighet.
Värmeelement med långt rör är perfekta för installation i självtillverkade register, vilket är praktiskt för uppvärmning av stora rum och uthus
Det rekommenderas att röret går längs hela längden på värmarens arbetsområde, utan att nå den motsatta väggen med 6-10 cm. Denna rekommendation gör att du snabbt och jämnt kan värma upp kylvätskan.
Tillgänglighet för ytterligare funktioner
Det är inte alltid nödvändigt att betala för mycket för ytterligare funktioner hos värmeelement. Om värmaren används som en extra och inte har sin egen inbyggda automatisering, är det vettigt att köpa en modell med en termostat.
Men om kylaren eller den elektriska konvektorn har sina egna temperatursensorer och temperaturkontrollmekanismer förblir ytterligare funktioner obefordrade.
Elektroniken som är inbyggd i värmeelementets kontakt måste ha säkerhetsmekanismer så att det inte uppstår brand om styrkortet går sönder.
Därför rekommenderas att du bara köper dyra elektriska värmare med inbyggd automatisering om det finns ett tydligt behov av sådan utrustning. Om du behöver ett individuellt urval av temperaturbakgrunden är det bättre att köpa en termostat i ett utlopp som kan användas regelbundet.
När det gäller tillverkarna av värmeelement är deras val inte grundläggande. De viktigaste leverantörerna är företag från Ryssland, Ukraina, Turkiet och Italien. Kvaliteten på deras produkter är ungefär densamma, så det är ingen mening att betala för mycket för varumärket.
Installation av värmeelement
Innan du installerar enheten är det nödvändigt att göra effektberäkningar med hänsyn till typen av batteri och de genomsnittliga termiska tekniska egenskaperna, vilket är normen i ett visst område.
Göra beräkningar
När du bestämmer effektindikatorn kan du använda medelvärdet av värmetekniska data i Ryska federationen. Således, när man installerar en rörvärmare av typen typ som huvudvärmeenhet för 10 kvadratmeter, är en effekt på 1 kilowatt tillräcklig.
För värmeelement för kylare, som ska installeras, som ett tillägg till huvudvärmesystemet, rekommenderas att man använder en strömindikator tre gånger lägre.
Nominell effekt för en elektrisk värmare kan beräknas enligt formeln:
Q = 0,0011 * M (T1-T2) / t
I detta fall är M massan av energibäraren, T1 är temperaturen efter uppvärmning, T2 är temperaturen före uppvärmning och t är den tid som krävs för att maximera temperaturregimen.
En viktig faktor är de tekniska egenskaperna hos själva elvärmaren, liksom batteriets värmeöverföring. All nödvändig information om enheten kan läsas i passet som bifogas den. Värmeavledningen för en sektion av en gjutjärnsradiator är i genomsnitt 1,40 watt och 180 watt för aluminium. Därför kommer värmeelementets effekt för samma volym batterier från olika material att skilja sig något.
Installation
Installation av en rörformad elektrisk värmare är inte svår. Detta kräver:
- skruva loss batterilocket på ena sidan;
- installera värmeelementet med ett gängat fästelement och en gummipackning.
Processen att ansluta en rörformad elektrisk värmare har några funktioner:
- Värmemediet ökar trycket i batteriet när det värms upp. I detta avseende krävs installation av en liten expansionstank. Det är också möjligt att utrusta kylaren med en tryckregleringsventil i ett slutet system.
- Värmeelementets fästelement är ganska ömtåliga. Därför, när du installerar enheten, bör det göras noggrant utan extra ansträngning.
För att maximera elvärmaren är det bäst att ansluta den till batteriets botten. Detta beror på att kylvätskan, som svalnar, går ner och när den värms upp stiger den till toppen.
