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.

Принцип работы конвекторного обогревателя: основные преимущества и недостатки

Принцип работы

Как работает конвекторный обогреватель? Корпус конвекторного обогревателя имеет отверстия: снизу и сверху. Холодный воздух (естественно, без помощи вентилятора) попадает в обогреватель через нижнюю часть. Нагревательный элемент разогревает воздух, он становится легче, поднимается вверх и попадает в комнату через верхнюю решётку.

Принцип работы электрического конвектора

Современные модели оснащаются термостатами, позволяющими поддерживать ту температуру, которая устраивает пользователя.

Наиболее эффективное размещение конвектора – под окнами. В этом случае они создают тепловую завесу сквознякам. Лучше купить два маломощных конвектора под каждое окно, чем один мощный только под одно окно!

Основная характеристика

Новейшие инверторные нагреватели работают в автоматическом режиме. Когда прибор достигает заданной температурной отметки, система не выключается, а переходит на сниженный уровень мощности. За счет этой схемы в помещении всегда будет необходимый уровень тепла. Оборудование экономично и потребляет минимум энергии, поскольку нет нужды в постоянном включении и выключении обогревателя.

По принципу эксплуатации инверторный обогреватель для дома похож на кондиционер. Его основная деталь — тепловой насос с внешними и внутренними блоками. В одном из них находится теплообменник, внутри которого образовывается фреон. Его температура может подниматься до отметки 80 градусов, после чего он переходит во внешний блок с менее высоким давлением. После этого фреон из жидкого вида преобразуется в газообразное состояние. В результате такой трансформации производится большое количество тепловой энергии.

В этом видео вы узнаете, как выбрать инвертор:

Благодаря такому принципу работы инверторный обогреватель очень эффективен. Он способен создать комфортную температуру даже в очень холодном пространстве.

Преимущества и недостатки

Современный электрический инверторный обогреватель — это оптимальное решение для дома. Оборудование обладает массой достоинств:

1. Экономичность. Для работы агрегата требуется небольшое количество тока. Благодаря отсутствию необходимости перезапуска прибор работает долго. По сравнению с другими аппаратами экономия электроэнергии равна 40%.
2. Производительность и практичность. Прибор согревает даже при крайне низком уровне температуры без потери КПД.
3. Экологичность и безопасность.
4. Практически бесшумная работа. Этот критерий достигается благодаря уменьшению скорости вращения при частичной нагрузке.

1. Высокая цена, по сравнению с отопительными системами других типов.
2. Чувствительность к резким перепадам напряжения.
3. Сложность в подборе запчастей. Детали не стандартны, поэтому на ремонт оборудования в сервисе может потребовать несколько недель.

Применение в системах отопления

Инверторный аппарат успешно используется в электрических отопительных системах. Изобретение имеет массу положительных отзывов. Его можно применять в любых местах, где присутствует доступ к электричеству. Это оборудование можно эксплуатировать без специального разрешения на установку системы отопления.

Подобный инвертор легко заменит газовый котёл

Агрегат способен заменить традиционный газовый котел. В этом случае система отопления со встроенным инверторным прибором будет работать таким образом:

1. Проходя через систему, электроэнергия будет поступать в котел.
2. Инверторный котел будет производить индукционный ток.
3. При выключении электричества, оборудование продолжит работать благодаря аккумулятору.
4. Обогреватель состоит из теплообменника и магнитной части.

Разновидности

Конвекторы имеют много разновидностей, которые отличаются:

• по виду теплоносителя (электрические, газовые, водные);
• по типу работы (конвекционные, инфракрасные или смешанного типа);
• по способу установки (напольные, настенные, потолочные, плинтусные);
• по материалу изготовления (стальные, керамические, стеклянные, кварцевые);
• по дополнительным опциям (с естественной конвекцией или принудительной с вентилятором, с ионизатором или увлажнителем, с фильтром для очищения от пыли и другими).

Выбирая конвектор для дачи или для дома, стоит помнить и про различную мощность приборов. Предпочтение тому или иному типу следует отдавать исходя из объема обогреваемого воздуха в помещении. Производители обычно указывают максимальное количество квадратных метров, на которые рассчитан прибор.

Если, например, комната плохо теплоизолирована, есть сквозняки, окна выходят на север или имеются другие условия, способствующие понижению температуры и теплопотерям, стоит выбирать конвектор большей мощности. Так, для комнаты в 15-20 квадратных метров приобретают тепловой прибор мощностью не менее 2 кВт. Прибор на 1 кВт может отопить совсем небольшое помещение до 12 квадратных метров. Если у конвектора будут дополнительные опции (увлажнение воздуха, электронная терморегуляция), то стоит учитывать и эти потери при работе прибора. Соответственно, он подойдет на площадь меньше заявленной примерно на 30-40%.

Инфракрасные

Это самые современные инновационные модели. Их эффективность увеличена за счет дополнительного эффекта инфракрасного излучения. Приборы комбинированного типа имеют 2 нагревательных элемента и могут работать даже при выходе из строя одного из них.

Они имеют повышенный КПД и быстрее других видов прогревают помещение за счет отдачи тепла ИК-волнами предметам окружающей обстановки. Такие приборы часто имеют декоративные панели и представляют собой системы обогрева последнего поколения.

Электрические

Электрические конвекторы работают за счет подогрева внутреннего элемента (ТЭН) электрическим током. Использование такого прибора абсолютно безопасно. ТЭН защищен изоляцией и оболочкой конвектора, поэтому при любой выставляемой температуре его поверхность не нагревается выше 50-60 градусов.

Они снабжаются автоматическими терморегуляторами. Стоит помнить, что электрический конвектор потребляет достаточное количество энергии. Поэтому выбирать нужно вариант с максимальным энергосбережением. Он подойдет для небольшой по площади комнаты или непостоянной работы (в перерывах между отопительными сезонами).

Газовые

Газовый конвектор не слишком популярен, хотя изначально конструировался как более экономичная альтернатива электрическому. Он работает на сжиженном газе из баллона. Удобно его использовать и в частном домовладении при возможности подключения к магистрали. При этом его установку стоит тщательно продумывать, так как при дальнейшем демонтаже и переносе прибора могут возникнуть сложности.

Кроме того, газовому конвектору требуется система отвода дымовых газов и рекуперации. Установка такого конвектора потребует специальных навыков. А экономия становится относительной, так как через вентиляцию для отвода газов в наружной стене будут происходить значительные тепловые потери.

Водяные

Конвекторы с водой в качестве теплоносителя отличаются максимальной экономичностью, простотой использования и безопасностью.

Забор воды для обогрева в них происходит от системы централизованного отопления. Они компактны и могут быть спрятаны под поверхность пола (так называемые «плинтусные модели»). Единственный их недостаток – небольшая площадь обогреваемого помещения. Она не должна превышать 10-12 квадратных метров.

Мощность устройства

Прежде чем покупать обогреватель нужно определить, какой мощности он должен быть.

Простейший принцип расчёта для хорошо утеплённого помещения такой: на 10 м2 пространства нужен 1 кВт мощности прибора (потолки при этом должны быть 2,7 – 3м высотой).

Если стены выше или ниже, то на каждые 10 см. прибавляется или убавляется 10%.

Также добавлять примерно по 10-20% мощности нужно, если:

• помещение угловое;
• первый/последний этаж и это ощущается;
• есть большая остеклённая лоджия.

Имеем офисное помещение на первом этаже над холодным подвалом. Площадь комнаты – 25 м2. Два окна, потолки 2,7 м. Базовый показатель мощности на 25 м2 – 2,5 кВт. На холодный пол набавляем 20% = 3 кВт. Для того чтобы перекрыть доступ холода от двух окон, можно установить 2 обогревателя по 1,5 кВт мощности каждый.

Какого производителя и какой тип лучше выбрать: ТОП-3

Стоимость конвекторных обогревателей в десятки раз ниже, чем сплит-систем. Кроме того, у них нет ограничений по работе из-за температуры уличного воздуха. Однако эти агрегаты уступают по функциональности. Представленные модели почти не отличаются по эксплуатационным параметрам, по цене модели Timberk дороже.

При выборе сплит-системы для обогрева помещения можно исходить из потребительских качеств, уровня энергосбережения. Согласно отзывам специалистов и пользователей, лучшими характеристиками обладают Mitsubishi, Toshiba и Samsung.

Минимально необходимая мощность для обогрева помещения

Чтобы выбрать модель под конкретное помещение, можно воспользоваться калькулятором мощности в интернете или самостоятельно провести расчеты разной степени сложности. Принцип расчета приведен ниже.

При расчете минимальной мощности помещения основным параметром является площадь или его объем. Самый простой метод — за норму принимают 100 Вт теплоэнергии на 1 м2.

То есть для обогрева комнаты площадью 20 м2 необходима мощность 2000 Вт

Этот способ дает адекватные результаты при высоте потолков в стандартном диапазоне.

При расчете от объема помещения значение удельной мощности помещения рассчитывают на 1 м3. При этом для железобетонного панельного дома удельную мощность считают за 41 Вт/м3, для других материалов — 34 Вт/м3.

То есть в кирпичном доме в комнате с высотой 2,7 м и площадью 15 м2 необходима мощность 1377 ВТ

Более точные параметры можно получить, учитывая поправочные коэффициенты на количество внешних стен, их расположение по сторонам света, особенности климата, степень теплозащиты внешних стен, тип пола, тип помещения сверху, особенности конструкции окон, площадь остекления помещения и наличие входной двери.

Что еще учитывать при выборе модели

На стоимость отопительного прибора влияют следующие факторы:

1. Категория производителей. Так, из приведенных выше моделей Mitsubishi и Toshiba относятся к премиум классу.
2. Наличие дополнительных функций, как, например, в упомянутых выше сплит-системах очистка воздуха и ионизация.
3. Соотношение энергопотребления и количества дополнительных функций. Aeronik и Mitsubishi наиболее энергозатратные при максимуме дополнительных функций, а Toshiba наиболее энергосберегающая при отсутствии функций по очистке воздуха.

3 лучших модели

На основании отзывов потребителей и мнений экспертов наилучшими инверторными обогревателями являются:

Mitsubishi Heavy Industries SRK-25ZM-S, стоимость 39 000 руб.

Samsung AR09HSSFRWK/ER, цена 35 000 руб.

Toshiba RAS-07EKV-EE/07EAV-EE стоимостью 25 000 руб.

Стоимость

Цена на конвекторные обогреватели с инвертором невысокая, что объясняется простотой их конструкции. Диапазон цен колеблется в пределах 2000-3000 рублей:

1. Timberk TEC.E0 M 2000 — 2600 руб.
2. Hyundai H-HV14-20-UI540 — 2184 руб.

Цена на инверторные сплит-системы существенно дороже, находится в диапазоне 23000-40000 руб, что объясняется сложностью устройств и большим набором дополнительных функций:

• Mitsubishi Heavy Industries SRK-25ZM-S — 39060 руб.
• Samsung AR09HSSFRWK/ER — 35000 руб.
• Toshiba RAS-07EKV-EE/07EAV-EE — 25 100 руб
• Aeronik ASO/ASI-12HM — 23600 руб

«Сердце» конвектора – нагревательный элемент

Особенности конструкции нагревательного элемента (ТЭНа) формируют показатели конвекторного обогревателя:

1. долговечность;
2. эффективность;
3. уровень энергопотребления;
4. стоимость.

Если цена прибора невысока, внутри установлен примитивный нагревательный элемент – открытая спираль. Упомянутые модели конвекторов выпускают отечественные, европейские производители. У приборов, снабженных открытой спиралью, низок класс защиты корпуса IP, нельзя применять для обогрева помещений с повышенной влажностью. Рабочая температура открытой спирали высокая (500 градусов), сгорающая пыль станет причиной появления неприятного запаха, выжигания кислорода, очагом возникновения пожара при падении крупных горючих тел на поверхность.

Безопаснее, надежнее в эксплуатации будут конвекторные обогреватели электрические с нагревателями закрытого типа. ТЭНы сформированы стальной трубкой, в которую помещена нить накаливания. Рабочая температура закрытого нагревательного элемента низка – не превышает +100 градусов. Чтобы передача тепла шла эффективнее, стальная трубка снабжается алюминиевым радиатором. Благодаря высокой теплопроводности алюминия, радиатор быстро нагревает циркулирующий воздух.

У стальных ТЭНов с алюминиевым радиатором замечены определенные недостатки. Поскольку коэффициенты теплового расширения материалов различны, плотность контакта между радиатором и поверхностью стальной трубки со временем нарушается. Оборачивается снижением эффективности прибора. Возможен худший вариант – локальный перегрев ТЭНа. Приведет к перегоранию нагревательного элемента, возникновению пожароопасной ситуации.

Самые современные (дорогостоящие) модели электрических конвекторов оснащаются моноблочным нагревателем. Нагревательный элемент, радиатор представляют собой цельнолитую конструкцию. ТЭНы надежны в эксплуатации – срок службы изделия достигает 20 лет. Нагревательная нить цельнолитых ТЭНов помещается в специальную засыпку, которая состоит из мельчайших кристаллов кварца, некоторых других веществ. Для изготовления корпуса применяются сплавы алюминия. Например, конвекторные обогреватели (Франция) марки Noirot оснащаются литым силуминовым ТЭНом.

Наиболее эффективный обогрев при минимальном расходе электроэнергии обеспечат комбинированные модели, например, конвективно-инфракрасный обогреватель. Помимо ТЭНа установлена инфракрасная панель. Отличите от типичного конвектора агрегат по внешнему виду – передняя панель конвективного инфракрасного обогревателя снабжена перфорацией, поток ИК-излучения беспрепятственно освещает помещение.

Как управлять конвектором со смартфона

Это один из плюсов современных отопительных приборов. Если подключить к блоку управления Transformer digital INVERTER cъемный модуль SMART WI-FI, можно управлять конвектором через фирменное мобильное приложение BALLU HOME из любой точки мира. Причем, можно объединить несколько приборов дома в единую интеллектуальную климатическую систему, сгруппировать устройства по зонам и контролировать работу каждого конвектора в отдельности. Захотели — прогрели дом до нужной температуры, пока возвращаетесь с работы.

Мобильное приложение Ballu

Есть дистанционное управление любым количеством электрических конвекторов без ограничений, объединение устройств по зонам/помещениям и программирование режимов работы 24/7.

Вообще, EVOLUTION TRANSFORMER SYSTEM подразумевает 40 вариантов комплектаций — от типов отопительных модулей до типов блоков управления и вариантов установки обогревателя.

Достоинства и недостатки конвекторов

Прежде чем выбрать и приобрести подходящие конвекционные обогреватели, следует ознакомиться с их плюсами и минусами.

• Компактность – довольно важное качество для современной техники (газовые конвекторы не в счет, их трудно назвать компактными);
• Сравнительно быстрый прогрев – в отдельных моделях он ускоряется за счет принудительной конвекции;
• Экологическая чистота – конвекционные обогреватели не сжигают кислород и оказывают слабое влияние на влажность воздуха;
• Пожарная безопасность – в большей степени этот плюс относится к водяным агрегатам, в меньшей – к газовым.

Конвектор может стать причиной возникновения сквозняка в вашем доме.

• Низкая эффективность в помещениях с высокими потолками – максимально допустимая высота потолков составляет 3 метра;
• Конвекционные обогреватели нередко создают сквозняки – их чувствуют самые чувствительные люди;
• Большой перепад температур между верхней и нижней частью помещения – от этого у некоторых людей мерзнут ноги.

Несмотря на определенные недостатки, конвекционные обогреватели остаются популярным отопительным оборудованием.

Советы по выбору и установке

Чтобы довольствоваться прибором максимально долго, следует придерживаться нескольких базовых правил:

• нельзя располагать какие-либо предметы ближе чем на 40 см к включённому прибору;
• оставлять агрегат включённым на ночь не рекомендуется;
• не допускайте попадания воды или нахождения мокрой одежды на приборе;
• не располагайте технику близко к окну;

При выборе инверторного обогревателя обратите особое внимание на следующие нюансы.

• Контакты. Следует проверить их целостность и надежность. Вы должны убедиться в их качестве, ведь это базовая вещь для любой техники. Агрегат должен выдерживать большое напряжение в сети.
• Провода. Их качество напрямую влияет на общую работу данной техники.
• Знаки качества. Вы должны знать, что представленные модели отличаются высоким качеством, и что прибор будет работать долго.

При поломке каких-либо частей лучше обратиться в специальный сервис. Из-за сложности строения могут возникнуть проблемы при починке собственными силами. В сервисе вам смогут назвать примерную причину поломки, чтобы было возможно её избежать в будущем.

Системы безопасности могут предотвратить появление огнеопасных ситуаций, но не стоит на них полагаться. Все-таки это техника, причем та, которая может нагреваться изнутри до высоких отметок.

Аккуратно используйте её и следите за тем, чтобы ничего из посторонних предметов или других вещей не препятствовало непосредственной работе.

Данный тип техники весьма современен и технологичен. Он сочетает высокий комфорт, удобство, возможность мобильности.

Нынешние лидеры на рынке этих агрегатов выпускают продукцию высокого качества, которая справляется со своими обязанностями очень эффективно. Для дома, дачи, гаража и других помещений сложно найти вариант более предпочтительный, чем этот. Также здесь присутствуют и различные виды аппаратуры, которую можно подобрать в зависимости от конкретных нужд и предпочтений.

Особенности и функции, представленные производителями, делают эксплуатацию простой, а использование принесет тепло в прямом смысле этого слова. Единственным минусом может оказаться стоимость, но из-за такого количества преимуществ подобная вещь дешевой быть не может.

Помимо качества, данные представители обогревательной техники куда мощнее и современнее своих аналогов.

Современные технологии доказывают, что планка качества становится выше. Если старые образцы отопительной техники имели более слабые характеристики, то нынешние модели представляют собой более совершенные устройства.

Дизайнеры компаний, в свою очередь, создают красивый и элегантный дизайн для того, чтобы внешний вид изделий соответствовал высокой технологичности оборудования. Соотношение цена/качество на такие агрегаты вполне оправдана, а продукцию от известных брендов с хорошей репутацией можно спокойно приобретать без какого-либо страха и риска.

В следующем видео представлен подробный обзор экономичного инверторного обогревателя Ballu Evolution Transformer.

Заключение

Подводя итоги всему вышеперечисленному, можно сказать, что обогреватель конвекторного типа — это настенный или напольный, чаще всего электрический прибор, который отапливает помещение с помощью кругооборота воздуха, потоки которого проходят через нагретые элементы электрообогревателя и затем передают тепло в окружающую среду.