Типы нагревательных элементов в конвекторах: какой лучше?
Внешне электрические конвекторы мало чем отличаются друг от друга. При этом стоимость сопоставимых по мощности моделей может отличаться в разы. Все дело в типе нагревательного элемента, установленного в конкретной модели. Какие нагревательные элементы используются в электрических конвекторах, и чем они отличаются друг от друга?Разберем в этом материале.
Игольчатый нагревательный элемент
По нынешним меркам конструкция игольчатого нагревательного элемента выглядит довольно устаревшей. Немудрено: появилась она в составе электрических конвекторов в середине 1950-х годов. Элемент представляет собой диэлектрическое основание, изготовленное из электротехнического картона или текстолита. В его перфорированные отверстия заправлена тонкая нихромовая полоса или проволока.
Проволока, имеющая высокое электрическое сопротивление, заправляется в отверстия основания зигзагами. В результате с обеих сторон конструкции образуются «стежки» нагревательной полосы, формой напоминающие иглы. За такой способ укладки нагревательной полосы данный тип получил название игольчатый. Данный тип нагревателя может называться и иначе. В переводе с английского stich означает стежок, поэтому такие нагревательные элементы еще называют стич-нагревателями. Поверхность проволоки или полосы стич-нагревателя покрывают тонким слоем высокотемпературного изоляционного лака. Это защищает от коротких замыканий между соседними «иглами». А заодно позволяет гарантированно получить необходимую мощность нагревательного элемента.
Игольчатые нагревательные элементы дешевы и мгновенно нагреваются до рабочей температуры. На этом преимущества заканчиваются, и далее следуют одни лишь недостатки. Они, в основном, вызваны архаичностью конструкции.
Сильный нагрев металлической части нагревателя. Как правило, полоса разогревается до 250-300 °С. Это приводит к появлению неприятного запаха от сгораемой пыли и шерсти домашних животных.
В сырых и влажных помещениях электрический конвектор использовать нельзя. Попадание влаги на спираль может спровоцировать короткое замыкание внутри прибора или удар пользователя электрическим током.
Недолговечность нагревательного элемента. От локальных перегревов в месте скопления пыли или шерсти он может попросту перегореть.
Низкий КПД. Энергопотребление нагревательного элемента несоизмеримо с его эффективностью в плане тепловой отдачи.
Отсутствие накопителя тепла. Как только подача электроэнергии прекращается, нагреватель моментально остывает.
ТЭН
Конструкцию трубчатого электронагревателя (ТЭН) изобрели более 160 лет назад. Патент на изобретение принадлежит американцу Джорджу Симпсону, который получил его в 1859 году.
ТЭН представляет собой трубку из углеродистой или нержавеющей стали. Внутри нее располагается токопроводящая нить, изготовленная, как правило, из нихрома (сплава никеля с хромом) или фехраля (сплава железа, хрома и алюминия). Нить обладает высоким удельным сопротивлением. Чтобы исключить прямой контакт нити со стенками трубки, полость последней заполняют диэлектрическим изолятором с высокой теплопроводностью. Как правило, его изготавливают из периклаза (окись магния в кристаллическом виде). После заполнения внутреннего объема трубки изолятор спрессовывается.
Получается довольно прочная монолитная конструкция, которая нагревается при протекании электрического тока по спирали ТЭНа. Трубчатый нагреватель имеет большую поверхность нагрева, чем игольчатый. Это положительно сказывается на его характеристиках.
Для увеличения площади теплосъема на трубке устанавливают алюминиевые пластины. Они имеют значительно большую площадь поверхности, чем сама трубка корпуса нагревательного элемента. Решение простое, но действенное. Эффективность обогрева увеличивается: воздух, проходя внутри электрического конвектора, контактирует с горячей поверхностью значительно большей площади.
За счет дополнительных ребер повышается общий КПД нагревательного элемента. Конвекторы с ТЭН можно использовать в помещениях с повышенной влажностью, поскольку конструкция элемента герметична. Температура элемента редко превышает 120-150 °С, что делает его относительно безопасным. Единственным существенным недостатком является шум во время работы. Дело в том, что сталь и алюминий с разной скоростью расширяются при изменении температуры. Это вызывает характерные щелчки при нагреве и остывании элемента. Днем это, может, еще не сильно мешает. А вот в ночное время это может стать серьезной проблемой. Особенно для людей, имеющих чуткий сон.
Монолитный нагревательный элемент
Монолитные нагревательные элементы — логическое развитие технологии ТЭНов с дополнительными ребрами для отвода тепла. Они лишены главного недостатка своих предшественников — шума во время работы.
Конструкция монолитного нагревателя содержит все тот же ТЭН, однако заключенный не в стальную трубку, а в монолитный алюминиевый корпус с ребрами. Форма нагревательного элемента может быть любой: она зависит в большей степени от конструкции электрического конвектора и технологических особенностей изготовления нагревателей. Наибольшее распространение получили:
монолитный нагревательный элемент, выполненный в форме плоской панели;
монолитный нагреватель с двумя ребрами для отвода тепла (V-образный нагревательный элемент);
монолитный нагреватель с четырьмя ребрами теплоотвода (Х-образный нагревательный элемент).
Большая площадь поверхности нагревателя обеспечивает высокие КПД и энергоэффективность. Стоит помнить, что у элемента невысокая температура нагрева: она редко превышает 120 ° С. Это делает приборы безопасными. На ребрах элемента не горит пыль, исключены локальные перегревы. Монолитные нагревательные элементы — самые долговечные. Многие производители уверяют, что срок службы элементов составляет 20-25 лет.
Микатермический нагревательный элемент
Микатермические нагревательные элементы сильно отличаются от других типов обогревательных элементов. Игольчатый, трубчатый и монолитный нагреватели обеспечивают конвекционный нагрев воздуха в помещении, то микатермический создает тепло в большей степени благодаря инфракрасному излучению. 80 % тепла генерируется инфракрасными волнами, а оставшиеся 20 % — за счет конвекционного нагрева. Более подробно о принципах инфракрасного нагрева можно прочитать в этой статье.
Вот так устроен микатермический нагревательный элемент.
По сути, это сендвич-панель из пяти слоев. Центральный слой представлен пластиной из никеля, являющейся нагревательным элементом всей конструкции. С обеих сторон она покрыта оксидами олова, цинка и железа. Назначение этих слоев — электрическая изоляция центрального нагревательного элемента и «организация» потока направленного инфракрасного излучения.
В качестве наружных слоев «сендвича» выступает специальная слюда толщиной 0,03 мм. Это хороший проводник и излучатель инфракрасных волн, который быстро нагревается до 200 ° С. Чтобы обезопасить пользователей от случайного прикосновения, микатермический элемент в обязательном порядке защищается решеткой. При этом температура корпуса конвектора редко превышает 60 °С.
Электрические конвекторы с микатермическим элементом считаются самыми экономичными. На обогрев помещения затрачивается меньше всего электроэнергии. Однако следует учитывать, что инфракрасное излучение нагревает не воздух, а объекты и предметы, находящиеся на его пути. В целях безопасности не стоит приближать электрический конвектор на расстоянии менее 0,5 м к предметам интерьера. С увеличением расстояния до обогревателя снижается и его эффективность. Прибором с микатермическими элементами довольно сложно обогреть помещение большой площади.
Выводы
От типа установленного нагревательного элемента зависят эффективность конвектора, его энергопотребление, долговечность и безопасность. Производители электрических конвекторов не всегда указывают в характеристиках к прибору тип установленного нагревательного элемента. Даже несмотря на то, что этот параметр является ключевым.
Чтобы наверняка определить тип установленного в приборе нагревателя, достаточно заглянуть в его вентиляционные отверстия для забора воздуха. Они, как правило, располагаются в нижней части корпуса.
Простое действие позволит сделать осознанный выбор конвектора, убережет от возможных неприятностей и неожиданных «сюрпризов» при его эксплуатации.
DNS Сузун
Типы нагревательных элементов в конвекторах: какой лучше?
Игольчатый нагревательный элемент
По нынешним меркам конструкция игольчатого нагревательного элемента выглядит довольно устаревшей. Немудрено: появилась она в составе электрических конвекторов в середине 1950-х годов. Элемент представляет собой диэлектрическое основание, изготовленное из электротехнического картона или текстолита. В его перфорированные отверстия заправлена тонкая нихромовая полоса или проволока.Данный тип нагревателя может называться и иначе. В переводе с английского stich означает стежок, поэтому такие нагревательные элементы еще называют стич-нагревателями.
Поверхность проволоки или полосы стич-нагревателя покрывают тонким слоем высокотемпературного изоляционного лака. Это защищает от коротких замыканий между соседними «иглами». А заодно позволяет гарантированно получить необходимую мощность нагревательного элемента.
Игольчатые нагревательные элементы дешевы и мгновенно нагреваются до рабочей температуры. На этом преимущества заканчиваются, и далее следуют одни лишь недостатки. Они, в основном, вызваны архаичностью конструкции.
Сильный нагрев металлической части нагревателя. Как правило, полоса разогревается до 250-300 °С. Это приводит к появлению неприятного запаха от сгораемой пыли и шерсти домашних животных.
В сырых и влажных помещениях электрический конвектор использовать нельзя. Попадание влаги на спираль может спровоцировать короткое замыкание внутри прибора или удар пользователя электрическим током.
Недолговечность нагревательного элемента. От локальных перегревов в месте скопления пыли или шерсти он может попросту перегореть.
Низкий КПД. Энергопотребление нагревательного элемента несоизмеримо с его эффективностью в плане тепловой отдачи.
Отсутствие накопителя тепла. Как только подача электроэнергии прекращается, нагреватель моментально остывает.
ТЭН
Конструкцию трубчатого электронагревателя (ТЭН) изобрели более 160 лет назад. Патент на изобретение принадлежит американцу Джорджу Симпсону, который получил его в 1859 году.ТЭН представляет собой трубку из углеродистой или нержавеющей стали. Внутри нее располагается токопроводящая нить, изготовленная, как правило, из нихрома (сплава никеля с хромом) или фехраля (сплава железа, хрома и алюминия). Нить обладает высоким удельным сопротивлением. Чтобы исключить прямой контакт нити со стенками трубки, полость последней заполняют диэлектрическим изолятором с высокой теплопроводностью. Как правило, его изготавливают из периклаза (окись магния в кристаллическом виде). После заполнения внутреннего объема трубки изолятор спрессовывается.
Для увеличения площади теплосъема на трубке устанавливают алюминиевые пластины. Они имеют значительно большую площадь поверхности, чем сама трубка корпуса нагревательного элемента. Решение простое, но действенное. Эффективность обогрева увеличивается: воздух, проходя внутри электрического конвектора, контактирует с горячей поверхностью значительно большей площади.
Единственным существенным недостатком является шум во время работы. Дело в том, что сталь и алюминий с разной скоростью расширяются при изменении температуры. Это вызывает характерные щелчки при нагреве и остывании элемента. Днем это, может, еще не сильно мешает. А вот в ночное время это может стать серьезной проблемой. Особенно для людей, имеющих чуткий сон.
Монолитный нагревательный элемент
Монолитные нагревательные элементы — логическое развитие технологии ТЭНов с дополнительными ребрами для отвода тепла. Они лишены главного недостатка своих предшественников — шума во время работы.Конструкция монолитного нагревателя содержит все тот же ТЭН, однако заключенный не в стальную трубку, а в монолитный алюминиевый корпус с ребрами. Форма нагревательного элемента может быть любой: она зависит в большей степени от конструкции электрического конвектора и технологических особенностей изготовления нагревателей. Наибольшее распространение получили:
монолитный нагревательный элемент, выполненный в форме плоской панели;
монолитный нагреватель с четырьмя ребрами теплоотвода (Х-образный нагревательный элемент).
Монолитные нагревательные элементы — самые долговечные. Многие производители уверяют, что срок службы элементов составляет 20-25 лет.
Микатермический нагревательный элемент
Микатермические нагревательные элементы сильно отличаются от других типов обогревательных элементов. Игольчатый, трубчатый и монолитный нагреватели обеспечивают конвекционный нагрев воздуха в помещении, то микатермический создает тепло в большей степени благодаря инфракрасному излучению.80 % тепла генерируется инфракрасными волнами, а оставшиеся 20 % — за счет конвекционного нагрева. Более подробно о принципах инфракрасного нагрева можно прочитать в этой статье.
Вот так устроен микатермический нагревательный элемент.
В качестве наружных слоев «сендвича» выступает специальная слюда толщиной 0,03 мм. Это хороший проводник и излучатель инфракрасных волн, который быстро нагревается до 200 ° С. Чтобы обезопасить пользователей от случайного прикосновения, микатермический элемент в обязательном порядке защищается решеткой. При этом температура корпуса конвектора редко превышает 60 °С.
В целях безопасности не стоит приближать электрический конвектор на расстоянии менее 0,5 м к предметам интерьера.
С увеличением расстояния до обогревателя снижается и его эффективность. Прибором с микатермическими элементами довольно сложно обогреть помещение большой площади.
Выводы
От типа установленного нагревательного элемента зависят эффективность конвектора, его энергопотребление, долговечность и безопасность. Производители электрических конвекторов не всегда указывают в характеристиках к прибору тип установленного нагревательного элемента. Даже несмотря на то, что этот параметр является ключевым.Чтобы наверняка определить тип установленного в приборе нагревателя, достаточно заглянуть в его вентиляционные отверстия для забора воздуха. Они, как правило, располагаются в нижней части корпуса.