Нагреватели в конвекторах

• 

Какие бывают нагреватели у конвекторов? С каким нагревателем конвектор греет лучше? Что такое стич-элемент? Как устроен нагреватель у конвектора? Что такое ТЭН? Как устроен монолитный нагреватель?

Во всех современных конвекторах применяются нагревательные элементы трех типов:

1. Игольчатые, ленточные или стич-нагреватели
2. Трубчатые электронагреватели (ТЭН) с алюминиевым оребрением.
3. Монолитные нагревательные элементы

Игольчатые нагреватели в конвекторах

Игольчатые нагреватели (ленточные) — это тонкая пластина (лента) из диэлектрика, на которой установлена хром-никелевая нить таким образом, чтобы с каждой из сторон образовывались петли. Эта нагревательная токопроводящая нить покрыта специальным изолирующим лаком. Игольчатый нагреватель характеризуется высокой температурой нагревательной нити, но и минимальной тепловой инерцией — нагревается и остывает практически моментально. Конвекция в приборах, построенных на игольчатых нагревателях, осуществляется в основном за счет конструкции корпуса. Еще одной особенностью игольчатого нагревателя является, то что залакированная нагревательная нить практически не защищена от влаги, поэтому конвекторы с таким нагревателям не подходят для влажных помещений.

Главное преимущество конвекторов с игольчатым нагревателем, которое зачастую перевешивает некоторые недостатки — низкая цена. Конвекторы с игольчатым нагревателем будут стоить в полтора раза ниже по отношению к устройствам такой же мощности с другим типом нагревательного элемента. Если вы видите конвектор дешевле 2000 рублей — скорее всего там установлен именно такой нагреватель.

Конвекторы с игольчатым нагревателем: Neoclima

Трубчатые нагреватели (ТЭН) с алюминиевым оребрением

Трубчатый электронагреватель (ТЭН) — это нихромовая нить, установленная в стальной трубке с кварцевой, керамической или магниевой засыпкой. На трубке закреплено алюминиевое оребрение, которое выполняет роль эффективного теплообменника. Как правило, конфигурация и расположение алюминиевых пластин оребрения у разных производителей отличается, однако смысл от этого не меняется. Развитое оребрение такого алюминиевого диффузора обеспечивает интенсивную теплопередачу от нагревателя к воздуху и усиливает конвекцию. Температура таких нагревателей существенно ниже нежели игольчатых, также они неприхотливее и долговечнее. В основном конвекторы с трубчатыми нагревателями выполнены в брызгозащищенном исполнении (IP24) и разрешены для установки во влажных помещениях на расстоянии не менее 60 см от «открытой воды» (ванны, бортика бассейна и пр).

Приборы с такими нагревателями дороже конвекторов с игольчатыми, но дешевле монолитных. Например, ТЭНы установлены в конвекторах Atlantic или Thermor.

Монолитные нагревательные элементы

В монолитных нагревательных элементах нихромовая нить с диэлектрическим заполнителем расположена в цельнолитом алюминиевом корпусе с развитым оребрением. При нагреве и остывании все части моноблока одинаково расширяются и сужаются, что исключает трение и появление микротрещин. Они бесшумны в работе и очень долговечны. Монолитная конструкция позволила свести к минимуму промежуточные теплопотери и еще больше снизить температуру на поверхности ребер по сравнению с ТЭНами. Обычно у приборов с такими нагревателями степень защиты IP24.

Конвекторы с монолитным нагревательным элементом: NOBO

Какой лучше нагревательный элемент для конвектора

Конвекционный электрообогреватель (конвектор) — это один из самых востребованных в стране бытовых приборов, который чаще всего используется как дополнительный источник тепла в помещениях различного назначения. Его популярность вызвана сравнительно невысокой ценой и простотой конструкции, которая, в отличие от масляных радиаторов и тепловентиляторов, обусловлена отсутствием промежуточного звена для передачи тепла. Основная и главная часть конструкции конвертора – нагревательный элемент. Какие бывают виды электронагревателей, чем они различаются, какие имеют плюсы и минусы, а также как проверить работоспособность ТЭНа – подробно в данном материале.

Конструкция и принцип действия конвектора

Эффективная работа электрообогревателя обеспечивается за счет естественной конвекции (циркуляции) воздуха в помещении. Как указывалось выше, основным элементом прибора является нагревательный элемент для конвектора, помещенный в металлический корпус, который чаще всего имеет прямоугольную форму.

Принцип работы электронагревательного прибора заключается в следующем. Холодный воздух поступает внутрь корпуса через отверстия в нижней его части. Нагреваясь, воздушные массы поднимаются вверх и через отверстия на лицевой поверхности конвектора возвращаются обратно в помещение. Постепенно остывая, воздух опять опускается вниз, и цикл повторяется снова.

Важно! Непрерывная циркуляция холодного и теплого воздуха обеспечивает быстрый и эффективный обогрев помещения, в котором установлен электроконвектор.

На отечественном рынке потенциальный потребитель может встретить конвекторы, оснащенные электронагревательными элементами открытого и закрытого типа.

1. Приборы с нагревателями открытого типа оборудуются механическим регулятором температуры и отличаются низкой стоимостью, простотой управления и быстрым нагревом корпуса. Однако степень их электрозащищенности не превышает IP21.
   
2. Приборы с нагревателями закрытого типа более дорогие, имеют ряд предустановленных рабочих программ и дополнительных опций и оснащаются электронным термостатом. Для них характерно малое энергопотребление и повышенная степень электрозащиты (IP24).
   

Выбирать тип электроконвектора следует, исходя из характеристик отапливаемого помещения.

Типы электрических нагревателей

В процессе производства современных электроконвекторов компании-изготовители используют электронагревательные элементы трех типов:

Каждый из упомянутых видов нагревателей имеет только ему свойственные достоинства и недостатки, поэтому прежде, чем купить электроконвектор, потенциальному потребителю желательно с ними поподробнее ознакомиться.

Stitch-нагреватели

Stitch-нагреватели (с английского: шить, стегать) еще называют игольчатыми или ленточными. Это плоская диэлектрическая пластина (лента), прошитая токопроводящей нитью с изолирующим лаковым покрытием. Тонкая хромо-никилевая проволока образует с двух сторон пластины петли, которые под воздействием электрического тока мгновенно нагреваются до высокой температуры и также быстро остывают при его отключении. При этом раскаленная нить контактирует с воздухом, что может привести к его пересушиванию.

На заметку! Стич-нагреватели не имеют защиты от брызг и стекающей воды, что существенно ограничивает область их применения.

Основное достоинство игольчатых нагревателей — низкая стоимость. При этом конвекторы, изготовленные с их использованием, имеют ряд существенных недостатков, среди которых можно отметить:

• низкую тепловую инерцию;
• низкий коэффициент полезного действия (КПД);
• недостаточную степень электрозащищенности (не выше IP21), в связи с чем их нельзя использовать в помещениях с повышенной влажностью;
• недолговечность, что обусловлено хрупкостью самих нагревателей;
• высокий уровень пожароопасности — попадание пыли на раскаленную спираль вызывает искрение, что может привести к пожару;
• повышенные требования к транспортировке.

На отечественном рынке ленточные нагреватели чаще всего встречаются в электроконвекторах китайского производства (компания General и др.).

Трубчатые нагреватели

Традиционный трубчатый электронагреватель (ТЭН) конструктивно представляет собой прочную стальную колбу, внутри которой находится кварцевый, керамический или магниевый наполнитель. Внутрь колбы также интегрирована нихромовая нить, которая нагревается под действием электрического тока.

Кроме того, поверх корпуса колбы крепят алюминиевый диффузор (рефлектор) с большим числом ребер, расположение, количество и конфигурация которых может варьировать. Последние значительно увеличивают площадь соприкосновения нагревательного элемента с холодным воздухом и, как следствие, теплоотдачу ТЭНа, а также конвекцию воздуха. Такие ТЭНы полностью герметичны, а раскаленная спираль не контактирует с воздухом и поэтому не пересушивает его. Трубчатые нагреватели отличаются долговечностью и неприхотливостью в процессе эксплуатации.

На заметку! Как правило, конвекторы, собранные на основе трубчатых электронагревателей, имеют уровень электробезопасности IP24 (защита от брызг воды во всех направлениях), поэтому их можно использовать для подогрева воздуха во влажных помещениях.

Несмотря на ряд преимуществ, выгодно отличающих ТЭНы от stitch-нагревателей, они не лишены недостатков. Основные из них:

• неплотное прилегание рефлектора к колбе, что приводит к потерям тепла;
• разные коэффициенты температурного расширения стальной колбы и алюминиевого оребрения, способствующие их механическому повреждению (растрескиванию).

Выпуск электроконвекторов с трубчатыми нагревателями организован во многих странах мира. Наиболее известна продукция компаний Ballu (Китай), Siemens (Германия), Thermor (Франция) и др.

Монолитные нагреватели

От недостатков, присущих ленточным и трубчатым нагревателям, полностью избавлены их монолитные аналоги. В таких конструкциях диэлектрический наполнитель и нихромовая нить интегрированы в цельнолитой алюминиевый корпус, выполненный заодно с оребрением.

В данном конструктивном исполнении все элементы имеют одинаковый коэффициент температурного расширения, что исключает появление микротрещин при цикличной смене температуры. Кроме того, конвекторы, оснащенные монолитными нагревателями, бесшумны и долговечны в эксплуатации. Также они характеризуются минимальным уровнем тепловых потерь.

Существенным недостатком монолитных конструкций и изделий, изготовленных на их базе, является сравнительно высокая стоимость. Одним из лучших образцов такого электроконвектора считается прибор серии Electrolux 1000, укомплектованный современным монолитным X-образным нагревателем X-DUOS мощностью 1 кВт.

Диагностика ТЭНов для электроконвекторов

Конвекторный нагреватель в общем случае представляет собой достаточно простое устройство с небольшим количеством встроенных внутрь узлов. Основой прибора являются один или несколько нагревательных элементов, способных генерировать тепло. В случае их неисправности конвектор перестает обогревать помещение. Убедиться в том, что вышел из строя именно нагреватель, можно только по результатам его тестирования.

Как правило, современные конвекторы оснащены нагревателями закрытого типа. Открытые их конструкции встречаются крайне редко. Закрытый ТЭН в случае поломки меняют — ремонту он не подлежит. Проверить его работоспособность лучше всего при помощи самого простого мультиметра (тестера), включенного в режим измерения сопротивления.

Измеряют сопротивление ТЭНа следующим образом:

• отключают кабель электропитания;
• выставляют на мультиметре предел измерения сопротивления 200 Ом;
• прикладывают щупы тестера к контактам ТЭНа;
• по показаниям, появившимся на табло мультиметра, делают вывод об исправности ТЭНа.

ТЭН исправен, если измеренная величина сопротивления не превышает несколько десятков Ом. В тех случаях, когда на табло высвечивается «0» (короткое замыкание) или значок «бесконечность» (обрыв), можно сделать вывод о том, что ТЭН неисправен и подлежит замене.

Важно! Нагревательные элементы для конвекторов относятся к категории неремонтируемых узлов. Заменить их может любой, кто умеет держать в руках простейшие инструменты. Главное — найти и подобрать аналогичную или подходящую по техническим параметрам, габаритным и присоединительным размерам модель нагревателя.

Итак, при выборе конвектора следует, прежде всего, выяснить тип используемого нагревательного элемента. От этого зависит, в каком помещении его можно будет применять по назначению. А при эксплуатации требуется соблюдать правила и рекомендации, обозначенные производителем техники в руководстве пользователя. Это необходимо, чтобы электронагреватель прослужил как можно дольше, так как ремонту он не подлежит.

Самые популярные конвекторы

Конвектор Ballu BEC/ETMR-1500 на Яндекс Маркете

Конвектор Electrolux ECH/AS-2000 MR на Яндекс Маркете

Конвектор Ballu BEC/EZMR-500 на Яндекс Маркете

Конвектор Electrolux ECH/AS-1000 ER на Яндекс Маркете

Конвектор Noirot Spot E-5 1500 на Яндекс Маркете

Нагревательные элементы в обогревателях

Порой смотришь — конвектор, стоит тысяч под 10, ждешь там последние технологии, применимые астронавтами NASA, видишь супер-изысканный дизайн, такой только на прием к Королеве Англии ставить в Букингемском Дворце, а внутри оказывается нагревательный элемент, выполненный по технологии 50-летней давности, пожароопасность которого вполне себе сопоставима с игрой в спички вблизи бензоколонки.

Беда в том, что даже старые технологии до сих пор используются в современных отопительных приборах. Как избежать неправильно решения и не купить фигню с морально устаревшим нагревательным элементом — читайте здесь. Мы сделали краткий обзор трех разных нагревательных элементов, упорядочив их от худшего к лучшему. Также уместно сказать, что их расположение в этом тексте идет от старого к новому (в плане технологичности).

Слева направо — Monlan, Atlantic, Electrolux Rapid (инверторный конвектор)

Повествование будет идти на примере трех электрических конвекторов:

• Конвектор Monlan
• Конвектор Atlantic
• Инверторный конвектор Electrolux Rapid (с инверторным блоком образца 2020 г)

Ститч-нагревательный элемент.

Ститч-нагревательный элемент — стальная проволока на диэлектрической основе. Технология, которой больше полувека. Нагревательный элемент представляет собой металлическую нить, уложенную зигзагом. Она раскаляется до очень высокой температуры (250-300ºC), проходящий через неё воздух согревается и выходит наружу в теплом виде. Из плюсов – мгновенный выход на рабочую tº, буквально 5-10 секунд. На этом плюсы закончились.

Вот так выглядит ститч нагревательный элемент.

Из минусов – безопасность, низкая эффективность вкупе с несоразмерным энергопотребление, недолговечность, дискомфорт в процессе эксплуатации. Безопасность. Проволока, которая раскаляется до красна. Пожароопасность вполне себе сопоставима с игрой в спички вблизи бензоколонки. Да, эта металлическая нить также быстро остывает, как и разогревается, но иметь дома что-то с температурой работы под 300ºC – такая себе идея. Низкая эффективность обусловлена в первую очередь маленькой площадью нагревательного элемента. Воздух, который проходит по конвекционной камере, не успевает нагреться в достаточной мере, так как площадь соприкосновения его с нагревательным очень мала. Энергопотребление – оно несоразмерно велико теплоотдаче.

Также ститч-нагревательный элемент известен как игольчатый. Теперь вы понимаете, почему он называется именно так)

Площадь нагревательного элемента должна быть большой, тогда и будет нормальный теплосъем. Так что греть он будет долго, неэффективно, при этом забирая электроэнергию согласно своей номинальной мощности. Дискомфорт во время использования – следствие высокой температуры нагревательного элемента. Когда мимо него вместе с воздухом проходит пыль и прочие мелкие частицы (ведь они тоже участвуют в режиме конвекции), то они сгорают, кислород окисляется, выделяется CO2 и появляется ощущение нехватки O2 и начинаем чувствовать посторонние запахи. На самом деле кислорода хватает и его более чем достаточно, просто деструктивно влияет образование CO2, но на этот счет всегда можно поставить приточную вентиляцию и проблема свежего воздуха будет решена навсегда.

Что касается долговечности, то пыль и грязь, которая оседает на нагревательном элементе в выключенном состоянии, сгорает моментально, а эти участки металлической нити просто перегорают, постепенно выводя прибор из строя. Эта самая устаревшая технология, но которая в виду удешевления продукции часто встречается даже в дорогих электрических конвекторах.

Стальной ТЭН в алюминиевой рубашке.

На стальную трубку надета алюминиевая рубашка, которая позволяет забрать тепло со стальной трубки и участвует в процессе теплообмена. Не такая старая технология, как ститч, но ей тоже очень много лет. Каких-то ярко выраженных плюсов здесь нет, но и сказать что этот нагревательный элемент однозначно плохой тоже нельзя. Морально старый? Однозначно. Был адекватен своему времени, но теперь уже просто эта технология устарела.

Стальной ТЭН в алюминиевой рубашке.

По сравнению со ститчем здесь значительно ниже рабочая температура, поэтому нет какого-то ощущения выжигания O2 и посторонних запахов. Основной минус – шум работы. Состоит нагревательный элемент из двух составляющих – стальной трубки и алюминиевой рубашки. Стальная трубка разогревается и передает тепло алюминию. Поскольку у них разная температура расширения, то алюминий будет при нагреве и остывании расширяться и сужаться, издавая металлические звука, которые реально громкие, в ночи они могут разбудить, а во время работы или вечернего отдыха изрядно так смещать ваш фокус внимания с чего-то полезного и хорошего на себя

Монолитный нагревательный элемент.

Монолит – самый продвинутый и дорогой. Выполнен из монолитного состава силумина, который отлит в единой форме. Форма нагревательного элемента X-образная, поэтому их часто называют X-образными нагревательными элементами. Хотя встречается и V-образный нагревательный элемент, но используется такой уже в тех же плинтусный конвекторах (где X-образный нагревательный элемент будет избыточен). За счет того что структура монолитная, в отличие от ТЭНа в алюминиевой рубашке он не вызывает никаких щелчков и хрустов в процессе разогрева и остывания.

Монолитный нагревательный элемент.

Монолитная структура позволяет равномерно разогреть весь элемент до единой температуры и весь нагревательный элемент полностью участвует в процессе теплообмена. Сердечник на фото выше (образующий цилинд по центру) — нагревательный элемент и с него уже тепло расходится по соседним рёбрам.

Правды ради стоит сказать, что и монолитных нагревательных элементов есть много вариантов, но мы демонстрируем вам самый совершенный, который сейчас есть в мире (на момент публикации) нагревательного элемента лучше чем этот, просто не существует. Второй повод для гордости – его придумали наши ученые из Ижевска, окрестив свою разработку «ТурбоЁж», так как он имеет щетинистую фактуру и напоминает ежа. Для большей убедительности его назвали Хэджхог, что тоже переводится как «Ёж».

Вот такой компактный нагревательный элемент на целых 1.5 кВт — всего 50 см (когда в других по меньшей мере 64 см).

У него самая большая площадь, поэтому здесь идет самый большой теплосъем и он быстрее всех прогреет помещение. Скорость выхода на рабочую температуру составляет всего 75 секунд. Его температура работы среди всех нагревательных элементов самая низкая и у качественных монолитных нагревательных элементов не превышает 125ºC при пиковой нагрузке. Они не боятся отрицательных температур и их можно включать даже тогда, когда они замерзли. Срок службы монолитного нагревательного элемента составляет порядка 25 лет, что очень, очень долго.

Подведем итоги:
Хуже всех – ститч. Имеет право на существование только в тепловентилятороах, да и и то лучше покупать тепловетерки с керамическим нагревательным элементом. Конвектор со стальным ТЭНом в алюминиевой рубашке – морально старые, но кто-то почему-то их проивзодит и использует, хотя, лучше их, чем ститч. Монолит – самый передовой нагревательный элемент, но при этом качество монолитного элемента зависит от завода-изготовителя, так как они все отличаются. Если вы сейчас находитесь в поиске хорошего обогревателя, рекомендуем купить инверторный конвектор. Это самые технологичные электрические обогреватели на текущий момент, внутри которых кроме того что установлен монолитный нагревательный элемент, так еще и инверторное управление позволяет экономить на электроэнергии, оптимизируя его в среднем на 30-35%.