КПД или эффективность обогревателей

При покупке обогревателя домой вполне резонно встает вопрос о его производительности. На сегодняшний день существует несколько видов обогревателей, каждый из которых реализует функцию обогрева разными способами. От чего зависит эффективность их работы?

КПД обогревателей

Для начала нужно разобраться в том, от чего зависит КПД обогревателей. В основе устройства большинства современных обогревательных приборов – трубчатый электронагреватель, ТЭН. Он представляет собой изогнутую трубку из меди или нержавеющей стали, либо цельнолитую прямую трубку из алюминиевого сплава. Внутри расположен провод с большим сопротивлением, закрученный в пружину. ТЭН плотно заполнен кварцевым песком. Чтобы обеспечить большую площадь теплообмена и увеличить скорость обогрева помещения, используют оребрение трубки.

Спираль ТЭНа, в отличие от обычной нагревательной спирали, которая так же может использоваться в устройствах, не вступает в контакт с воздухом, в результате чего не возникает эффекта «сжигания кислорода». И он более надежный и безопасный.

Нагревательные элементы обогревателя

Но оба вида нагревательных элементов (ТЭН и открытая спираль) обладают достаточно высоким уровнем КПД – около 90-93%. Использование дополнительных функций и технологий (свечение в ИК-обогревателях, вращение лопастей в тепловентиляторах) снижает это значение, поскольку они требуют дополнительного расхода энергии.

В целом можно сказать, что уровень КПД в современных обогревательных приборах примерно одинаковый. Вопрос только в принципе работы, стоящих задачах, надежности и безопасности.

Как повысить КПД обогревателя

Для того, чтобы повысить эффективность обогревателя, на производстве используются различные технологии.

В масляных обогревателях более высокого КПД удается достигать за счет большей поверхности самого прибора. Таким образом, с нагретым корпусом контактирует больший объем воздушных масс, что немного увеличивает скорость обогрева помещения.

Принципы работы различных обогревателей

ИК-обогреватели и тепловентиляторы фокусируют работу на определенном участке комнаты. Такой зональный обогрев позволяет обеспечивать теплом только то место, где это требуется.

Конвекторы повышают производительность за счет особой конструкции самого устройства и его ТЭНа.

Заключение

Таким образом, в зависимости от конкретных условий и стоящих задач, эффективным может оказаться любой обогреватель. Наиболее универсальным и безопасным средством является электрический конвектор. Современные модели оснащены функцией защиты от перегрева, к тому же они не «сжигают кислород». Они обладают более совершенным нагревательным элементом и позволяют быстрее других устройств повысить температуру в комнате и поддерживать ее на этом уровне.

Если же нужен обогрев только одной конкретной точки помещения, подойдет тепловентилятор или ИК-обогреватель.

Электробатареи для отопления – реальная экономия или лишние траты

Электрические батареи обогревают дом напрямую. Этот вид отопления удобен тем, что не требуется дополнительное оборудование, монтажные работы отсутствуют вообще или сведены к минимуму. Какие электробатареи являются лучшими для экономного отопления, узнаем из этой статьи.

Виды электрических батарей

Внешне электрические батареи похожи на радиаторы биметаллические или алюминиевые, используемые при устройстве водяной системы отопления. Отличие в том, что подключаются они через розетку и имеют блок управления, а иногда и дистанционный пульт. Делят их на 2 группы:

В первой группе электрических батарей теплоносителем является масло или вода, нагреваемые при помощи трубчатого элемента. Пиковое потребление большинства таких моделей — от 300 до 500 ватт.

Площадь теплообмена довольно большая из-за того, что корпус оребренный. Поскольку алюминий имеет большую теплопроводность, то вся батарея прогревается равномерно. Производители заверяют, что электробатареи функционируют в экономном режиме из-за наличия микропроцессорного управления.

Жидкостная вакуумная электробатарея на колесиках

В пользу безжидкостных электрических батарей приводят те аргументы, что здесь отсутствует угроза протечки теплоносителя, они более безопасны и обогрев осуществляется быстрее.

Общим для всех этих приборов является присутствие нескольких элементов, взаимодействующих между собой. Весь существующий модельный ряд можно разделить на следующие виды:

• Масляные, где теплоносителем является минеральное масло;
• Вакуумные;
• Конвекторы;
• Тепловые пушки.

Принцип работы масляных радиаторов

Теплоносителем в этих видах радиаторов является минеральное масло, обладающее хорошей теплоотдачей. Часто такие электрические батареи напоминают визуально простые чугунные. Принцип работы у них тоже схож: больше секций — эффективней обогрев.

Внутри радиатора находятся электроды в виде медных и оцинкованных пластин, помещенных в электролит. Электрический ток, проходя по ним, нагревает электролит, тот передает тепло минеральному маслу, которое, имея температуру кипения в разы больше, чем у воды, греет ребристую поверхность радиатора. Чтобы теплоноситель не перегревался, осуществляется контроль температуры при помощи специальных систем.

Из-за того, что для изготовления корпуса используют материалы устойчивые к коррозии с дополнительным покрытием специальной пленкой снаружи и внутри, эксплуатация большинства батарей возможна в условиях повышенной влажности.

Масляный радиатор

Энергия, излучаемая поверхностью батареи, прогревает стены помещения, обеспечивая повышение температуры внутри помещения. По мере испарения избыточной влаги уменьшается коэффициент теплоотдачи, следовательно, уменьшаются теплопотери.

Есть модели, оснащенные термодатчиками, позволяющими задавать и поддерживать определенный температурный режим, что значительно снижает электропотребление. В некоторых моделях есть принудительная циркуляция воздуха, сокращающая время нагрева помещения.

Как работают вакуумные электрические батареи

Более экономным вариантом по сравнению с масляными электрическими батареями являются вакуумные радиаторы. В основе их работы заложен нагрев специальной жидкости, находящейся в нижней части алюминиевого корпуса, легко испаряющейся и быстро распространяющей тепло по поверхности прибора. Особенностью жидкости, заполняющей вакуумную электрическую батарею, является низкая температура закипания — всего 35 градусов С и небольшой объем — 500 мл.

Теплоотдача вакуумной электробатареи довольно большая — около 300 Вт на каждую секцию. При отключении батареи она длительное время сохраняет тепло, т.к. частицы газа в вакууме продолжают движение, хотя и несколько замедленное.

Вакуумный электрический радиатор — хороший вариант для экономного отопления

В комплект нагревательных приборов входят датчики аварийного отключения и регуляторы температуры. К положительным моментам в эксплуатации вакуумных радиаторов относятся:

• Простота монтажа;
• Отсутствие потребности во вспомогательном оборудовании;
• Приятный дизайн;
• Автономность;
• Возможность регулировать температуру в широком диапазоне — 20-70 градусов С.

Радиаторы конвекторного типа

Прибор внешне имеет сходство с масляным радиатором, но корпус у него менее выпуклый и снабжен двумя решетками — нижней и верхней. Через первую поступает холодный воздух, а вторая, занимающая от 15 до 20% поверхности, снабжена направляющими шторками и предназначена для выхода тепла.

ТЭНы, находящиеся внутри радиатора окружены металлическими пластинами, увеличивающими полезную площадь нагревательных элементов. Изготавливают электроТЭНы из нержавейки. Их трубки с магнезитом внутри герметично запаяны.

Обогрев с использованием электроконвекеторов происходит за счет конвективного обмена по схеме: твердое тело — газ и конвективно-лучистого распространения тепла, когда перенос его осуществляется как источником излучения, так и конвекцией.

Схема конвекторного радиатора

Преимущества этого вида электрических батарей существенны:

• Высокая надежность. В конструкции отсутствуют движущиеся детали и теплоноситель, что намного увеличивает запас ресурсов;
• Наличие альтернативных вариантов монтажа — стационарно на стену или установка на пол, если имеются ножки или колесики;
• Безопасная, удобная эксплуатация за счет наличия термостата и защиты от возгорания, перегрева. Даже при нагреве ТЭНа до 1000 градусов внешняя поверхность не разогревается больше, чем на 65 градусов;
• Отсутствие необходимости в усилении электроснабжения дома и устройстве заземления;
• В отличие от других видов электроотопления не сжигают кислород;
• В линейке есть модели для эксплуатации в условиях повышенной влажности;
• Автономность;
• КПД 95%;
• Высокая скорость нагрева ТЭНов — в среднем 30 сек.

Есть у электрических батарей конвекторного типа и недостатки:

• Большое электропотребление, что делает нерациональным их использование для отопления больших площадей;
• Ежегодное снижение коэффициента полезного действия.

Тепловые пушки

Прибор, называемый электрической тепловой пушкой, имеет настолько несложную конструкцию, что некоторые даже изготавливают его самостоятельно. Основные составляющие — нагревательный элемент и вентилятор.

Корпус из нержавейки без сварных швов выполнен в виде цилиндра, что из-за внешнего сходства с пушкой и дало название прибору. Воздух извне поступает через специальные решетки в корпусе. Внутри нагревательный элемент повышает его температуру до необходимой величины, и он опять выходит наружу через систему вентиляторов. Упрощенно можно сказать, что тепловая пушка это — тот же вентилятор, но выдающий не холодный воздух, а горячий.

Конструкция электрической тепловой пушки

Электрическая пушка работает как от двух, так и трехфазной сети. Нагревательный элемент — ТЭН или спираль. Перегрев прибора исключен из-за наличия специального термостата, автоматически отключающего питание по достижении установленной температуры. Это позволяет значительно экономить электроэнергию.

Производительность прибора зависит от объема выдуваемого воздуха: чем он больше, тем быстрее прогреется помещение. В пользу тепловой пушки свидетельствуют следующие факты:

• Легкая эксплуатация;
• Компактность и небольшая масса;
• Универсальность. Можно применять для различных целей — от ускорения высыхания поверхностей во время ремонта до отопления;
• Быстрый нагрев;
• Абсолютная безопасность.

Существуют и тепловые пушки, в которых система вентиляторов отсутствует. Работают такие приборы под воздействием инфракрасного излучения и прогревают не все помещение, а отдельные секторы.

Расчет потребления электроэнергии экономным конвектором

В последнее время производители выпускают конвекторы с улучшенными характеристиками и называют их экономными. Действительно ли при их использовании экономится электричество, покажет расчет.

Для примера возьмем хорошо утепленное помещение площадью 15 кв. м., обогреваемое конвектором из разряда экономных — Noirot мощностью 1500 Вт. Задаем температуру 20 °С, при температуре снаружи -5 °С.

Конвектор Noirot Spot-E3

Судя по данным производителя, помещение прогреется за 20 мин. На первоначальный нагрев используется:

Чтобы заданная температура поддерживалась, необходимо, чтобы конвектор работал от 7 до 10 мин. в течение часа:

За 8 ч. работы расходуется электроэнергии

Если учесть, что при отсутствии людей можно использовать экономный режим — от 10 до 12 градусов, расход электричества составит:

В общем за сутки будет расходовано:

Так как обычный конвектор, состоящий из нескольких элементов расходует от 6,8 до 7,5 кВч., то, если верить производителю, экономится 2,58 – 3,28 кВч.

Газ или электробатареи: сравнительный расчет

Возьмем 2 одинаковых 1-комнатных квартиры площадью 36 кв. м, одинаково утепленные. В первой установлен газовый котел, а во второй — электроотопление.

Квартира	Мощность, кВт	Стоимость оборудования, руб.	Необходимое количество тепловой энергии в час и на всю площадь	Расход в самый холодный месяц	Стоимость теплоносителя, руб.
№1	7	35 000	0,1 0,1х36 = 36 кВт/час	190 куб. м	5,62х191 = 1067,8
№2(конвектор+масляный радиатор)	4	6 000	800 кВт	3,89х 800 = 3112

Получается, что при одинаковой температуре в квартирах, более выгодным получилось газовое отопление.

Как видим разница ощутимая. Отсюда вывод: даже при самом экономном варианте электрической батареи, отапливать электричеством — удовольствие дорогое.

Решающий аргумент при выборе: КПД батарей отопления разных видов и другие характеристики

Строительный рынок предлагает пользователям множество видов радиаторов для системы отопления.

Они отличаются друг от друга материалом изготовления, внешним видом и характеристиками.

Такое разнообразие изделий позволяет обывателям выбрать подходящий вариант для своего дома.

Обозначения радиаторов, согласно ГОСТ

Характеристики батарей соответствуют установленному государственному стандарту.

Каков КПД стального изделия

Радиатор, изготовленный из стали, представляет собой две сваренные пластины одинакового размера. Внутри конструкции располагаются трубки из меди, которые соединяются друг с другом сетчатыми пластинами.

Достоинства стальных батарей:

​

• на рынке представлены конструкции разных размеров, что позволяет пользователю подобрать изделие, подходящее под площадь помещения;
• не требуют специального ухода и легко отмываются обычным моющим средством;
• обладают легким весом;
• нагреваются и остывают за короткий период;
• хороший теплообмен;
• небольшой внутренний объем — пластина, размером 500х500 вмещает около 4-х литров теплоносителя;
• приемлемая стоимость;
• привлекательный дизайн, который впишется в любой интерьер и не вызовет необходимости закрывать радиатор специальными приспособлениями.

1. не обладают устойчивостью к гидроударам, поэтому в случае возникновения такой проблемы произойдет вздутие и разрыв;
2. низкое давление;
3. маленькие габариты проходных отверстий;
4. дают течь;
5. нельзя сливать жидкость из радиаторов на долгое время.

Стальные батареи отличаются высоким КПД. Они вмещают небольшое количество теплоносители и используют его с максимальной отдачей.

Средние эксплуатационный период такой батареи составляет 15—20 лет. Небольшой срок службы обусловлен склонностью материала к возникновению ржавчины.

Внимание! К быстрому износу изделия приводит неправильное использование.

Теплоотдача устройства зависит от площади пластины, 1 м² выдает 4 кВт тепла. Если в помещении установлена пластина, размером 500х500 мм, то она будет вырабатывать 1 КВт тепла.

Фото 1. Стальной панельный радиатор модели VK-Profi 22 с нижним подключением, производитель — «Buderus Logatrend».

Из чугунного материала

Батареи из чугуна устанавливаются в большинстве случаев в многоквартирных домах.

• медленно остывают и продолжают отапливать помещение даже при кратковременном отключении отопления;
• используют в любой системе отопления;
• стойкость к любому виду коррозии;
• легкий монтаж;
• стойкость к гидроударам;
• повышенная прочность;

1. медленно нагреваются, поэтому долго не отапливают помещение, из-за чего происходит увеличение расхода энергоносителя;
2. при длительном использовании внутри скапливается грязь, что приводит к ухудшению качества отопления и уменьшению срока службы;
3. большой объем теплоносителя — от 4,5 л на 1 кВт;
4. за конструкцией трудно ухаживать из-за шероховатой поверхности и по этой же причине на изделии постоянно скапливается пыль;
5. высокая стоимость;
6. непрезентабельный внешний вид, который не вписывается ни в один дизайн, что вызывает необходимость закрывать батарею специальными панелями;
7. плохая конвекция и обогрев за счет излучения тепла, поэтому для качественного обогрева требуется батарея с большим количеством секций, особенно если речь идет о помещении с внушительной площадью;
8. установка устройства вызывает трудности из-за высокой массы.

У батарей из чугуна КПД средний. Из-за медленного нагрева повышается расход энергоносителя (газа, электричества и других).

Эксплуатационный период радиаторов из чугуна — 25—35 лет.

Это средний показатель.

Обычно такие батареи служат гораздо дольше, поскольку материал обладает высокой восприимчивостью к образованию коррозии.

Мощность батареи зависит от количества секций. Одна секция дает 0,14 кВт тепла. Чем их больше, тем лучше будет обогрев помещения.