Что такое конвекторное отопление – устройство, принцип работы, правила установки

Среди преимуществ конвекторного отопления можно выделить простоту проектировки, а также отсутствие нужды в трубах и дорогостоящих котлах. Основой этого обогрева жилищ является самопроизвольная циркуляция воздуха в помещении.

Конвектор — что это такое

Конвектором называют находящийся в стальном корпусе нагреватель. Воздух, двигаясь по ребрам прибора, постепенно поднимается вверх. В нижнюю часть корпуса, вместо ушедших теплых потоков, поступают холодные массы. Подобная конструкция прибора способствует возникновению циркуляции. Верхняя часть корпуса оснащена решеткой, через которую выходит нагретый воздух (в отдельных моделях имеются жалюзи, позволяющие регулировать восходящие потоки).

Основные разновидности

Для работы конвекционного отопления частного дома могут использоваться различные энергоносители, однако большая часть бытовых устройств этого типа комплектуется электрическими нагревателями. Также встречаются газовые конвекторы, работающих на газу. Большая популярность электрических моделей для обогрева помещения объясняется компактностью их габаритов. В тех случаях, когда конвективное отопление выступает в роли основного (что часто бывает в загородных домах и на дачах), более выгодно использовать газовые модификации, т.к. газ на порядок дешевле.

Исходя из способа монтажа, конвекторы бывают:

• Напольными. Предназначены для напольного размещения. Некоторые модели, для мобильности, снабжены специальными колесиками. В других случаях применяется жесткая установка, без возможности перемещения.
• Настенными. Подвешиваются на стены помещения, для чего в комплект изделий входят соответствующие крепежи.
• Встраиваемыми в пол или плинтус. Такой принцип установки позволяет сэкономить жилищное пространство.

Особенности конструкции

Любой конвектор состоит из трех основных узлов:

1. Корпуса.
2. Нагревательного элемента.
3. Термостата для управления прибором.

Корпус

Чаще всего для изготовления современных конвекторов используется сталь. Дизайн корпуса может быть самым разнообразным, так что с выбором обогревателя под конкретную стилистику помещения проблем обычно не бывает. На корпусе настенных модификаций имеются специальные крепления (кронштейны): они дают возможность время от времени снимать прибор для проведения обслуживающих мероприятий.

В некоторых случаях защитный стальной короб конвектора по бокам оснащается регулировочными жалюзи: меняя их угол, можно корректировать направление движения воздушных потоков. Подобное конструктивное решение позволяет объемно распределять тепло в помещении, что делает его обогрев более равномерным. Во избежание недогрева при выборе конвектора рекомендуется оставлять некоторый запас по мощности (особенно, если он будет установлен в угловой комнате).

Нагревательный элемент

Конвекторы электрического типа комплектуются различными нагревательными элементами. Самое недорогое решение – стальные изделия, встречающиеся в самых дешевых приборах. Высокая температура накала спирали (до +160 градусов) позволяет помещению быстро прогреваться. Однако спирали этого типа имеют низкую степень безопасности: такие явления, как скапливание пыли или случайно попавшая вода могут спровоцировать возгорание устройства. Популярность спиральных конвекторов объясняется, прежде всего, их дешевизной. Отдельные производители дополнительно оснащают корпус приборов специальными вентиляторами, что в комбинации с высокотемпературной спиралью увеличивает интенсивность обогрева.

Более дорогие модели комплектуются безопасными низкотемпературными спиралями, нагревающимися лишь до +100 градусов. Элементы данного типа имеют вид рассеивающих радиаторов из алюминия с вмонтированной стальной трубой. Специальная нагревающая нить находится внутри этой трубки. Благодаря алюминиевому корпусу эффективность обогрева заметно увеличивается. В отдельных моделях вместо одной используется две трубки, что позволяет осуществлять регулировку работы нагревательного блока.

Разная степень расширения, которую демонстрируют алюминий и сталь, провоцирует постепенное уменьшение надежности соединения нагревательной трубки и корпуса. В итоге это может привести к полному разрушению связи между ними. Вследствие этого возникает опасность локального перегревания трубки и поломки нагревательного элемента. Производителями конвекционного оборудования ведется постоянный поиск решения этой проблемы.

Особой уникальности отличаются нагревательные приборы RX-Silence, разработанные и запатентованные фирмой NOIROT (Франция). Инновационность конструкции этих конвекторных котлов заключается в полной герметичности силуминового корпуса, где для уплотнения нихромовой нити нагрева используется порошковая засыпка магнезии. Коэффициент расширения используемых материалов имеет весьма схожие значения, что дает возможность заметно уменьшить расход электроэнергии и увеличить продолжительность эксплуатации конвектора до 15-17 лет.

Блок управления конвекторным отоплением

Наиболее простым вариантом блока управления для конвекционного отопления является термостат, устанавливаемый внутрь корпуса обогревателя. Термостаты делятся на электромеханические и электронные. Электромеханические устройства более дешевые, что сказывается на их точности работы (погрешность иногда достигает 2С0). Также стоит выделить возникающий шум от щелчков биметаллического датчика при включении прибора. Для установки требуемого температурного режима в электромеханических моделях имеется ручка с маркировкой условных значений мощности конвектора.

Электронные термостаты отличаются большей точностью: их погрешность редко превышает значение 0,1 С0. К тому же, конвекторы этого типа полностью бесшумны. Целый ряд моделей дают возможность осуществлять программирование электронного блока управления на включение различных режимов и мощности работы, в зависимости от времени суток и дня недели. При этом электронные термостаты имеют функцию дистанционного управления нагревательным элементом с помощью внешнего контролирующего устройства.

В результате появляется возможность следить за работой значительного количества обогревателей, расположенных в разных частях жилища. Блок конвекторной системы отопления допускает применение встроенных программ режима работы отдельно для каждой комнаты, или для всего дома в комплексе. Первенствует на рынке «интеллектуальных» конвекторов французский производитель NOIROT и немецкая корпорация Siemens. Их продукция предусматривает возможность управления температурой в дистанционном режиме, через телефон. Эта позволяет хорошо прогревать жилище перед своим приходом.

Основные параметры

Разобравшись, что это такое конвекторное отопление, следует вооружиться общей информацией об его технических характеристиках. Мощность электрических конвекторов находится в пределах 0,8 -3 кВт, вес — от 3 до 9 килограмм.

Наличествующие на сегодняшний день в продаже электроконвекторы разделены на три группы:

• Высокие (450-670 мм).
• Средние (до 330 мм).
• Узкие (для плинтусов), высотой 140-200 мм.

Благодаря своим параметрам обогреватели высокого типа способны обеспечивать значительный уровень конвекции. Плинтусные модели комплектуются менее мощными нагревательными элементами. Для поддержания должного уровня эффективности им придается большая длина (до 2,5м).

Газовые конвекторы

Наряду с электрическими конвекторами, выпускаются также приборы на газу, с очень схожим принципом работы. В этом случае в работе устройств вместо спиралей используются газовые горелки. Они имеют вид специальных камер, стенки которых по мере нагрева транслируют тепло на батарею. Нагревание окружающего пространства осуществляется непосредственно радиатором.

Плюсы и минусы конвекторного отопления на газу:

• В работе газовых устройств не используются сложное электронное управление.
• Стоимость газа на порядок дешевле электричества, поэтому на обогрев жилища уходит меньше финансов.
• Сложность их монтажа и повышенные эксплуатационные требования (к примеру, необходимо наличие дымохода) ограничивает сферу применения газовых конвекторов исключительно частным сектором. Читайте также: «Конвекторное отопление дома – преимущества, особенности, какие конвекторы выбрать».

Установка в частном доме

Простота монтажа электрических конвекторов позволяет реализовывать эту процедуру самостоятельно.

Перед тем, как сделать конвекторное отопление своими руками, необходимо заготовить следующие инструменты:

Устанавливается настенный электроконвектор в следующей очередности операций:

1. Сборка прибора, в процессе которой необходимо закрепить на корпусе все кронштейны.
2. Примерка конструкции к поверхности стены: ее необходимо выставить по уровню. Во время этого наносятся метки по месту размещения кронштейнов.
3. Кронштейны необходимо снять с панели и по очереди приложить к нанесенной разметке. Это дает возможность отметить точки для сверления отверстий под крепежи.
4. При помощи перфоратора проделываются отверстия в отмеченных местах.
5. Используя молоток, аккуратно забиваются дюбели в основание.
6. Для прикручивания кронштейнов используется отвертка или шуруповерт.
7. На хорошо закрепленные кронштейны подвешивают панель прибора.
8. Для начала работы конвектора его необходимо подключить к сети.

Используя электрические приборы важно понимать, что такое конвекторное отопление дома заметно увеличит нагрузку на сеть, поэтому следует заранее просчитать, выдержит ли это старая проводка. Для обеспечения безопасности обогрева рекомендуется оснащать устройства данного типа отдельными кабельными линиями.

Как работает электрический конвектор

Для отопления жилых и нежилых помещений используется масса различных видов обогревателей. Но наиболее простыми, эффективными и не сложными в монтаже вариантами являются электрические конвекторы. Принцип их работы основан на конвекции – естественном движении воздушных масс (нагретый воздух поднимается, охлаждается и опускается вниз).

Как устроен конвектор

Устройство конвектора довольно простое. Общая схема прибора показана на рисунке ниже. Рассмотрим основные детали более подробно.

Нагревательный элемент

В электрических обогревателях конвективного типа устанавливают нагреватели 3-х типов.

1. Игольчатые состоят из корпуса, на котором монтируются петли из нихрома (сплав никеля и хрома) в виде иголок. Петли располагаются с двух сторон и имеют свойство быстро разогреваться и остывать. За счет этого удобно регулировать требуемую температуру в помещении. Еще одним достоинством агрегатов с игольчатым нагревателем является их невысокая цена. Но у этих нагревателей есть и недостатки: игольчатые элементы нельзя использовать в помещениях с повышенной влажностью, и они могут пережигать кислород, а также высушивать воздух.
   
2. ТЭН (трубчатый электрический нагреватель) представляет собой полую трубку с расположенной в ней нихромовой спиралью. Область между корпусом и спиралью заполняется диэлектриком. Для лучшей теплоотдачи на корпусе ТЭН устанавливают ребра. Достоинство ТЭН в том, что у него корпус герметично запаян, поэтому устройства с таким нагревателем можно использовать в сырых помещениях. Недостатками нагревателя можно назвать: низкий КПД, длительное время разогрева для выхода в рабочий режим, работающий ТЭН издает несильное потрескивание.
   
3. Монолитные состоят из ребристого корпуса с впаянной в него нитью из нихрома. Такие нагреватели имеют максимальную теплоотдачу, бесшумны, все части корпуса прогреваются равномерно. Устройства с монолитными нагревателями самые дорогие, в сравнении с вышеописанными, и считаются лучшими. Подробнее об особенностях каждого типа читайте в статье типы нагревательных элементов в конвекторах.
   

Блок управления или термостат

Управление отопительным агрегатом происходит при помощи механического или электронного термостата:

1. 1. Более дешевые модели агрегатов имеют механический термостат, который при достижении определенной температуры нагревателя разрывает электрическую цепь. Когда аппарат остынет, цепь замыкается снова, и работа калорифера продолжается. Недостатком является то, что с таким регулятором не получается поддерживать нужную температуру в комнате, так как срабатывание термостата происходит от нагрева биметаллической пластины, и температура воздуха не берется во внимание.
      
   2. При электронном управлении взаимодействуют несколько датчиков. Принцип действия их заключается в отслеживании нагрева самого агрегата, а также температуры окружающего воздуха. После обработки данных микропроцессором, корректируется работа калорифера. Режимы работы можно задавать с панели, расположенной на корпусе, либо с дистанционного пульта (если он предусмотрен). Существуют модели аппаратов с программируемыми модулями. С их помощью можно устанавливать программу отопления помещения на неделю. Это удобно, например, если в будние дни с 8:00 до 17:00 дома никого нет. Поэтому на приборе устанавливается поддерживающая температура, а к приходу домочадцев устройство включается на полную мощность и быстро прогревает комнату до нужных показателей.
      

Сверху аппарат закрыт корпусом с отверстиями для забора воздуха. Они размещаются в нижней и в верхней части.

Принцип работы электрического конвектора

Итак, как работает конвектор? Принцип работы любого вида конвектора, газового или электрического, основан на использовании свойства воздуха при нагревании подниматься, а при охлаждении опускаться. Поскольку в аппарате встроен нагревательный элемент, то при его нагревании, воздух начинает циркулировать, проходя через устройство снизу вверх. Нагретый воздух поднимается под потолок, отдает тепловую энергию комнате, охлаждается и опускается вниз. Таким образом возникает циркуляция воздушных масс в помещении.

При достижении определенной температуры в комнате срабатывает термостат или температурный датчик (зависит от вида управления – механического или электронного), которые отключают калорифер. Через какое-то время, после остывания контактной пластины (в случае с механическим управлением) контакты замыкаются, и нагрев продолжается. При электронном управляющем модуле температурный датчик сработает и включит агрегат, только когда температура воздуха в помещении достигнет показателей ниже тех, что были запрограммированы.

Расчет мощности электрообогревателя

Существует два способа, как рассчитать мощность аппарата.

По площади помещения

Следует учитывать, что расчет мощности агрегата отопления по площади дает приблизительные показатели и требует поправок. Но он отличается простотой и может применяться для быстрого, приблизительного расчета. Итак, исходя из установленных норм, для комнаты, имеющей одну дверь, одно окно и высоту стен 2,5 метра, требуется мощность 0,1 кВт/ч на 1 м 2 площади.

Например, если взять для расчета комнату с площадью 10 м 2 , то требуемая мощность агрегата будет равна 10 * 0,1 = 1 кВт. Но стоит учитывать некоторые факторы. В случае угловой комнаты, коэффициент поправки будет 1,1. На это число следует умножать найденный результат. При условии, что комната имеет хорошую теплоизоляцию, в ней установлены пластиковые окна (энергосберегающие), то результат вычисления следует умножить на 0,8.

По объему

Чтобы рассчитать мощность конвектора отопления по объему, требуется:

1. 1. • вычислить объем комнаты (ширина*длина*высота);
      • найденное число необходимо умножить на 0,04 (именно 0,04 кВт тепла нужно для того, чтобы прогреть 1 м 3 помещения);
      • применяя коэффициенты, произвести уточнение результата.

Вследствие того, что при расчете используется и высота комнаты, расчет мощности будет более точным. Например, если объем комнаты 30 м 3 (площадь 10 м 2 , высота потолка 3 м), то 30 * 0,04 = 1,2 кВт. Получается, что для данного помещения потребуется нагреватель приблизительно с мощностью чуть выше найденной.

Для более точного результата, мощность следует высчитывать, с применением коэффициента. Если в помещении имеется не одно окно, то на каждое следующее, к результату добавляется 10%. Этот показатель может быть уменьшен, если произведена хорошая теплоизоляция стен (пола в частном доме).

Как дополнительного источника отопления

Если основного отопления при сильных морозах не достаточно, то часто электрический конвектор используют в качестве дополнительного источника тепловой энергии. Расчет, в таком случае производится так:

1. 1. • при расчете показателя по площади, на каждый квадратный метр требуется 30-50 Вт;
      • при расчете по объему, на 1 м 3 требуется 0,015-0,02 кВт.

Достоинства и недостатки электрических конвекторов

1. Простая установка и использование. Достаточно повесить на стену или установить на ножки, подключить шнур к розетке, и прибор готов к эксплуатации.
2. Срок службы рассчитан на срок более 15 лет. Обслуживания агрегат не требует, кроме периодического убирания пыли.
3. Стоимость аппарата относительно невысока.
4. Не требуется контроль со стороны человека, для поддержания требуемой температуры. Все это сделает автоматика и электроника.
5. Отсутствие шума. Разве что, обогреватели с механическим управлением, могут издавать при включении и отключении термостата негромкий щелчок. Устройства с электронным модулем, работают бесшумно.
6. Электрический конвектор отличается простым принципом работы.
7. КПД калориферов может достигать значения 95%.

• существенный расход электричества;
• отопление больших площадей с помощью только электрических конвекторов неэффективно, в больших комнатах их можно использовать только в качестве дополнительного обогрева;
• устройства с открытыми (игольчатыми) нагревательными элементами могут издавать неприятный запах при включении от сгораемой пыли, осевшей на нагреватель.

Следует помнить, что электрические отопительные агрегаты – это техника, которая не терпит нарушения правил безопасности. Не следует накрывать прибор или сушить на нем белье. Произойдет перегрев аппарата, и, в лучшем случае, сработает защита.

Розетка должна располагаться сбоку агрегата (сверху запрещается) на расстоянии не меньше 100 мм от корпуса.

Только при правильной эксплуатации конвектора может гарантироваться комфортная и уютная атмосфера в доме.