Устройство и принцип работы электрического конвектора

Электрический конвектор – это один из наиболее популярных обогревателей, используемых для обогрева бытовых, промышленных и офисных помещений. Не смотря на достаточно широкую популярность обогревателя данного типа, мало кто имеет представление о том, как он работает, и для чего служат те или иные элементы управления конвектора.

Рассмотрим принцип работы конвекционного обогревателя. Принцип работы электрического конвектора основан на естественной циркуляции (конвекции) воздуха. Конвектор, как правило, имеет прямоугольную форму, внутри него расположен электрический нагревательный элемент.

На поверхности конвектора есть отверстия, предназначенные для циркуляции воздуха. Конвектор устроен таким образом, что поступающий из нижних и боковых отверстий воздух нагревается после прохождения через нагревательный элемент и затем выходит через отверстия, расположенные на лицевой панели конвектора.

Например, обогреватель масляного типа обогревает помещение за счет теплового излучения, которое исходит от нагретых радиаторов. В конвекторе иной принцип – нагрев помещения осуществляется за счет направленного потока нагретого воздуха. Благодаря этому, конвектор обогревает помещение значительно быстрее и, что не менее важно — равномерно по всей площади.

Нагревательный элемент современного конвектора низкотемпературный, он изготавливается из специального сплава, благодаря чему он разогревается значительно быстрее обычных нагревательных элементов трубчатого типа. Как правило, через 30-60 с после включения в сеть, конвектор уже начинает отдавать тепло в помещение.

КПД обогревателя данного типа достигает 90% благодаря тому, что практически вся энергия идет на разогрев помещения, в отличие от других типов обогревателей, например, масляного, который начинает отдавать тепло в помещение не сразу, а только после того, как прогреется его теплопроводящая среда – масло, а затем его металлический корпус (радиатор).

Бытует мнение, что обогреватели, в том числе и электрические конвекторы, сжигают кислород. Но так ли это на самом деле? Как и упоминалось выше, в электрическом конвекторе устанавливают низкотемпературные нагревательные элементы, максимальная температура их нагрева, как правило, не превышает 600 60 о С.

При такой температуре кислород не сжигается, что является существенным преимуществом конвектора, по сравнению с другими типами электрических обогревателей, нагревательные элементы которых нагреваются до нескольких сотен градусов. Кроме того, низкая рабочая температура конвектора позволяет его устанавливать практически повсеместно, в том числе и вблизи пожароопасных поверхностей, например, на деревянной стене.

А каким образом конвектор может эффективно обогреть помещение, если рабочая температура его нагревательных элементов значительно ниже, чем в обогревателях другого типа?

Нагревательный элемент конвектора имеет значительно больший размер, по сравнению с нагревательными элементами, которые имеют более высокую рабочую температуру. Благодаря этому, конвектор выделяет достаточное количество тепла и, не смотря на низкую рабочую температуру его нагревательных элементов, способен обогреть значительную площадь. В зависимости от мощности, один конвектор может обогреть помещение площадью до 30 кв. м.

В большинство конвекторов устанавливают термостат, который предназначен для регулировки температуры нагревательного элемента и соответственно температуры воздуха, которая отходит от конвектора. На более дешевых моделях устанавливают механические термостаты, при помощи которых регулировка температуры производится грубо.

Дорогие модели снабжаются электронными термостатами, которые позволяют регулировать температуру с высокой точностью – до десятой доли градуса. Для бытового применения не столь важна точная регулировка температуры. Если в помещении холодно и нужно его быстрее прогреть – термостат выставляют на максимальную температуру. При достижении оптимальной и комфортной температуры термостат может быть установлен на меньшее значение температуры.

Точность регулировки температуры актуальна при необходимости поддержания температуры в тех помещениях, где необходимо соблюдать строгий температурный режим. Благодаря электронному термостату возможна реализация автоматической регулировки температуры в помещении.

Помимо термостата, на электрическом конвекторе предусматривается переключатель для подачи напряжения на нагревательный элемент. В конвекторах мощностью 1500-2500 Вт может быть 2-3 нагревательных элемента и соответственно переключатель на несколько положений. Например, при установке в первое положение включается один нагревательный элемент, во второе положение – два нагревательных элемента, а в третьем положении конвектор работает на полную мощность – то есть включаются все три нагревательных элемента.

На некоторых типах электрических конвекторов устанавливаются независимые выключатели для каждого из нагревательных элементов. Такой вариант включения нагревательных элементов наиболее приемлем, так как в случае перегорания одного нагревательного элемента, можно включить другой, находящийся в исправном состоянии, в то время как при перегорании ТЭНа в конвекторе со ступенчатым переключателем, высока вероятность того, что ни в одном из положений переключателя конвектор работать не будет.

Наличие термостата и переключателей нагревательных элементов позволяет регулировать температуру нагрева воздуха в достаточно широких диапазонах.

Электрические конвекторы могут монтироваться непосредственно на стену или устанавливаться на полу. В случае установки обогревателя данного типа на полу есть опасность его опрокидывания, что может стать причиной возникновения пожара. Поэтому практически во всех конвекторах предусматривается специальное защитное устройство, которое автоматически отключает питание нагревательных элементов в случае случайного или самопроизвольного опрокидывания конвектора.

Принцип данного защитного устройства следующий. Когда конвектор находится в вертикальном положении, контакты замкнуты, и нагревательные элементы конвектора получают питание. В случае опрокидывания конвектора, то есть при отклонении от вертикального положения на заданное значение угла, контакты защитного устройства размыкаются и нагревательные элементы конвектора обестачиваются.

Следует отметить, что конвектор работает в нормальном режиме только в том случае, если происходит беспрепятственная циркуляция воздуха. Поэтому, во избежание выхода конвектора из строя накрывать его запрещено.

Для чего калибровка у конвектора

Информация о мерах, принимаемых Ростест-Москва по предупреждению распространения коронавирусной инфекции

Тепло вызывали? Доставит конвектор!

Сразу скажем, что конвекторы могут использоваться лишь как оборудование дополнительного (к имеющейся системе отопления) нагрева помещения. Когда же продавцы начинают рисовать картины некоей «модульной системы отопления дома на базе интегрированных обогревателей, размещенных в разных помещениях» – это откровенный обман! Отапливать весь дом электричеством все равно что бумажными деньгами! И обман небезопасный. Критическая нагрузка на электросеть «модульной системы» может привести к пожару!

Но сначала о том, что это за штука собственно – конвектор?

Что такое Конвектор?

Вопросом «Что такое конвектор?» мы задаемся не случайно. Многие считают (сразу скажем – заблуждаясь!), что слово конвектор – всего лишь один из синонимов слова обогреватель. И потому конвектор ничем, мол, не отличается от обычного обогревателя.

Это не так. Точнее, не совсем так. Конечно, конвектор – тоже обогреватель, но, скажем так, более продвинутый! В основу его действия положен принцип конвекции воздуха, который и нашел отражение в названии этого типа обогревающего электрического оборудования.

В переводе с латинского языка, конвекция – доставка, перенесение. В нашем случае – доставка и переноска тепла. То есть конвектор – это доставщик, переносчик тепла.

Однако для начала поясним, что же такое – обычный обогреватель? Это оснащенное нагревательным элементом устройство, функциональное предназначение которого – нагреть воздух в обогреваемом помещении.

Самые обычные и привычные электрические обогреватели – масляные, в которых нагреватель (извините за тавтологию, но из песни слов не выкинешь!) нагревает масло, а оно, циркулируя по замкнутому объему отопителя, нагревает панель корпуса, в свою очередь, передающая тепло в обогреваемое помещение.

Но для того чтобы начать прогревать окружающий воздух, обогреватель должен сначала нагреться сам. Только потом такой прибор начинает работать, то есть обогревать окружающее пространство. Поэтому рассчитывать на быструю отдачу тепла не приходится. Но это не единственный «минус» обычного неконвекционного обогревателя.

Загвоздка в том, что обогреватель главным образом прогревает воздух вокруг себя, и радиус зоны обогрева, увы, совсем не так велик, как хотелось бы. Чем ближе к очагу – тем теплее. Вот и получается, что бок о бок с обогревателем – комфортно (в смысле – тепло), а чуть поодаль – уже нет! Благо, такие устройства оборудуются колесиками, и их можно перемещать по квартире – от одной электрической розетки к другой.

Чтобы хоть как-то более-менее разогнать по помещению теплый воздух, облаком кучкующийся вокруг обогревательного прибора, обогреватель дополнительно оснащают вентилятором. А это – шум. Плюс дополнительные затраты на электроэнергию. Наконец, недостатком обычных обогревателей является то, что накаляя отопительную батареи в накаленном рабочем состоянии выжигают кислород и пересушивают воздух в помещении. Такая вот плата за генерируемое тепло.

Конвекторы – штука более умная, более продвинутая. Образующееся тепло не кучкуется около прибора, а, как по мановению волшебной палочки, распространяется по всему помещению. «Волшебной палочкой» служит использование законов физики, а именно – естественная конвекция воздуха.

Их внешним отличием от масляных обогревателей служат жалюзи (прорези, решетки) в верхней и нижней частях корпуса. «Трансферт» тепла происходит в результате нагрева воздуха, проходящего через тэн (нагревательный элемент конвектора): расширяющийся в результате нагревания воздух начинает вытекать в помещение сквозь выходные прорези, а на его место, в свою очередь, «на разогрев» поступает следующая порция холодного воздуха, чтобы пройти тот же «путь наверх». Такой вот начинается круговорот воздуха в помещении.

Нижние прорези предназначены для того, чтобы тепло целенаправленно направлялось на обогрев пола и стен.

Температура воздуха регулируется термостатом, который по необходимости то включает, то выключает тэн.

Таким образом, конвектор довольно равномерно, без значительных перепадов температуры, нагревает помещение без какого-либо принуждения (без вентилятора), только за счет естественной циркуляции воздуха. И это при минимальном выжигании кислорода в помещении, поскольку в условиях естественной циркуляции теплоносителя нет нужды раскалять нагревательный элемент по максимуму. И без шума, всегда сопутствующего принудительной циркуляции воздуха встроенным электровентилятором. При всем этом вы практически сразу начинаете ощущать живительное тепло, поступающее в помещение: энергия, ведь, не тратится, как в случае с неконвекционным обогревателем, на предварительный и достаточно длительный процесс раскочегаривания самого прибора.

Есть еще несколько преимуществ конвекторов, на которые считаем долгом обратить особое внимание. Начнем с того, что конвекторы, как уверяют их производители, нечувствительны к перепадам напряжения. А они, скачки и падения напряжения, как известно, ахиллесова пята наших электросетей. Едва ли не основная причина скоропалительной гибели бытовых электроприборов.

Что касается конвекторов, то те, если опять же верить производителям, обладают многоступенчатой системой защиты, защищающей от этих неприятных сюрпризов, благодаря чему они способны функционировать даже в «экстремальных» условиях низкого качества электроэнергии. Но это, только – во-первых.

А во-вторых, важнейшим конкурентным преимуществом конвекторов является их экономичность. Оснащенные термостатами, они не работают почем зря, а, нагрев в помещении воздух до заданной температуры, тут же отключаются! Упала температура – вновь включились… И так далее в экономичном режиме. В этом, во всяком случае, нас опять же убеждают производители и продавцы приборов. Но так ли все это на самом деле? Проверим услышанное испытаниями!

Исходя из выше сформулированных ожиданий и требований к конвекторам, в Ростест-Москва сформирована следующая программа испытаний:

• Измерение мгновенной мощности и отклонения ее значения
• Измерение температуры на наружных поверхностях конвектора
• Измерение температуры воздушного потока
• Проверка работы конвекторов на «ненормальную работу» на максимальной температуре нагрева в критических пожароопасных условиях
• Проверка работы конвекторов при скачках напряжения
• Проверка работы конвекторов на способность держать (не превышая!) в обогреваемом помещении установленную температуру
• Энергопотребление

Приобретя конвектор, вы можете не слишком опасаться капризов напряжения. Эти приборы не очень чувствительны к перепадам напряжения – больному месту наших электросетей. Во всяком случае, как показали испытания, в диапазоне сетевого напряжения от 187 до 242 В все конвекторы нормально функционируют, правда, с увеличенными и уменьшенными значениями мощности соответственно фактическому напряжению.

При испытаниях конвекторов, прежде всего, проверяется, отвечают ли они требованиям безопасности, а именно, оценивается работа обогревателей в критических пожароопасных условиях. Этот тест называется «Проверка на «ненормальную работу». Для этого на испытуемом конвекторе, вопреки строжайшим требованиям пожарной безопасности, раскладываются испытательные полосы (имитирующие – просушиваемое полотенце), в результате чего при максимальной температуре нагрева создаются критические пожароопасные условия. Конвекторы должны вовремя отключиться, чтобы не произошло возгорания ткани!

Функциональные испытания конвекторов проводятся в климатической камере при установке регулятора температуры нагрева на максимум. После трех часов непрерывной работы каждого прибора замеряется, насколько в результате прогрелся воздух. Таким образом выясняется, во-первых, становится ли достаточно тепло, и, во-вторых, не становится ли чересчур жарко?!

Может возникнуть вопрос: а почему нас должно волновать превышение заданной температуры? Дескать, пар костей не ломит! Но дело в том, что предназначение конвекторов не в прогревании бани, а в создании комфортных условий в жилых помещениях. А комфортной считается воздушная среда с температурой до 30 градусов. Выше – это уже, что называется, перебор. Не комфорт, а, наоборот, дискомфорт, за наши собственные деньги, сгорающие вместе с электричеством!

Чтобы не топить почем зря, большинство конвекторов спроектированы на обеспечение максимальной температуры не многим более 30 градусов. Эта та температура, которая должна быть обеспечена и должна поддерживаться в помещении благодаря работе конвектора. Но можем ли мы спать спокойно, будучи уверенными в том, что конвектор, как нас убеждают производители, будет поддерживать оптимальную температуру, одновременно обеспечивающую и комфорт, и экономичность энергопотребления? А достигается этот оптимум, напомню, тем, что конвектор доводит температуру в помещении до требуемого значения, и сразу – отключается. Чтобы потом вновь подтопить, когда температура начнет снижаться.

• Конвекторы пожаробезопасны.
• Практически исключен риск обжечься при прикосновении к корпусу (как это возможно при недостаточно аккуратном обращении с масляным обогревателем, корпус которого опасно раскаляется), что особенно важно, если в доме есть дети.
• Более комфортны в сравнении с масляными, в отличие от которых прогревают более-менее равномерно все помещение, а не локальную зону своего размещения.
• Экономичнее (и заметно!) масляных по параметру расхода электроэнергии. Существенно экономятся расходы на электроэнергию, если устройство оборудовано электронным или механическим термостатом и при наличии нескольких температурных режимов.
• Значительно легче масляных и, в результате, удобнее при перемещениях. Возможно крепление на стене.
• Бесшумны (в отличие от масляного отопителя, оборудованного вентилятором). Это вы в полной мере оцените, разместив конвектор для обогрева спальни).
• Экологичнее, поскольку корпус не раскаляется до температуры выжигания кислорода в помещении

При всем вышесказанном имейте в виду:
обязательное условие эффективности работы отопителя его размещение таким образом, чтобы был обеспечен хороший приток и отток воздуха!