Устройство конвектора и принцип его действия

В условиях сурового российского климата зимой может быть холодно даже в хорошо утепленных квартирах и домах. А если центральное отопление дает сбои, то жилье лишается комфорта. Появляется необходимость в другом источнике тепла. И выбором современного человека становится электрический конвектор, принцип работы которого мы рассмотрим в этой статье.

Устройство и принцип действия электрического конвектора

Слово «конвектор» происходит от названия одного из видов теплопередачи – конвекция. Его суть заключается в непрерывном перемещении воздушных масс из-за неравномерного нагрева различных слоев. Плотность газов зависит от температуры: чем теплее воздух, тем он легче. А по закону Архимеда все менее плотные тела в жидкости или газе всплывают наверх. Поэтому теплый воздух всегда под потолком, а холодный – над полом.

Вы скажете: причем тут конвектор, как работает прибор? Устройство снабжено нагревательным элементом. А если специально подогревать воздух снизу, то он становится теплым и перемещается наверх. На его место приходит порция холодного газа, который тоже нагревается и всплывает под потолок. И так происходит до тех пор, пока весь воздух в помещении не станет примерно одинаковой температуры.

Устройство и электрическая схема

В устройство конвектора электрического входят:

• Металлический корпус;
• Нагревательные элементы;
• Датчик температуры;
• Терморегулятор;
• Панель управления (включение и выключение, регулировка температуры);
• Датчик безопасности (отключение автоматическое при перегреве);
• Датчик опрокидывания (отключение автоматическое при падении прибора).

Внимание! Не все элементы обязательно должны входить в конструкцию: на рисунке выше отсутствует датчик опрокидывания.

Нагреватель и датчики с терморегулятором заключаются в корпус из металла, а панель управления выносится на его поверхность сверху или сзади, иногда сбоку. Нижняя часть открыта для свободного поступления холодного воздуха внутрь. В верхней части корпуса видно решетку, шторки которой направляют теплые массы вверх.

Выше приведена электрическая схема конвектора. В ней указаны основные элементы:

• Шнур с вилкой на конце включается в сеть 220В и обеспечивает прибору питание;
• С помощью клавишного выключателя можно включить или выключить конвектор, не вынимая вилки из розетки;
• Панель управления (контактная) для установки температуры, до которой должен нагреться воздух;
• Электронагреватели – элементы, выполненные из металла с большим сопротивлением. Благодаря этому они обеспечивают нагрев при прохождении по ним электрического тока;
• Термовыключатель, или датчик безопасности, размыкает цепь, если температура стала выше допустимой;
• Терморегулятор постоянно сравнивает значение установленной температуры с реальной. Если реальная больше указанной, то цепь размыкается, и нагрев прекращается. Если реальная меньше, то цепь замыкается, воздух снова греется.

Рассмотрим подробнее, как регулируется температура, и почему конвектор автоматически отключается при перегреве и опрокидывании.

Как регулируется температура

Установить желаемую температуру воздуха можно с помощью панели управления, повернув рукоятку. Что же происходит с конвектором внутри во время этого поворота?

Чтобы происходил нагрев, цепь должна быть замкнута. Терморегулятор должен размыкать ее, если температура стала слишком высокой. Но при охлаждении он должен автоматически замкнуть ее снова, чтобы воздух продолжал нагреваться. Для этого терморегулятор оснащают подвижным элементом. Поворачивая ручку, мы меняем угол наклона этого элемента.

Датчик температуры имеет пластинку, выполненную из материала с высоким температурным расширением. Пока воздух холодный, она контактирует с подвижным элементом терморегулятора. Пластинка меняет свое положение в зависимости от степени нагрева воздуха. Чем жарче, тем сильнее она откланяется. И отклоняться она будет до тех пор, пока не разомкнет цепь. Причем это произойдет быстрее, если установить низкую температуру.

При разомкнутой цепи нагрев не идет, поэтому воздух охлаждается. Пластинка на термодатчике тоже охлаждается и возвращается в исходное положение – к элементу терморегулятора, угол наклона которого задает пользователь. Цепь снова замыкается, и воздух греется.

Отключение при перегреве

Если терморегулятор или термодатчик вышел из строя, нагревание будет беспрерывное. При этом температура поднимется до такого уровня, что появляется риск возгорания. Для исключения таких случаев в электрическую цепь конвектора включают размыкающий ключ, изготовленный из материала с высоким температурным расширением. При достижении определенного значения температуры, ключ изгибается, размыкая цепь. Поэтому конвекторы – безопасные электрические обогреватели.

Отключение при опрокидывании

Мобильные конвекторы легко опрокинуть. Это опасно, потому что корпус нагрет до температуры 50-60 градусов: могут испортиться легкоплавкие материалы на полу. Чтобы при падении прибора прекратился нагрев, цепь должна разомкнуться. Это возможно благодаря ключу, работающему по принципу маятника.

На вертикальном участке цепи расположена пластинка, которая свободно вращается вокруг своей оси. При вертикально стоящем конвекторе пластинка соединяет верхнюю часть цепи с нижней. Но стоит прибору упасть, электроцепь примет горизонтальное положение. При этом пластинка, повернувшись под действием силы тяжести, все равно будет направлена вниз. Образуется зазор, и ток перестает поступать к нагревательному элементу.

Совет! Поднимите конвектор и поставьте вертикально. Он автоматически заработает, потому что пластинка снова повернется, замкнув цепь.

Отличие от радиатора

Чтобы сделать выбор между двумя видами обогревателей нужно знать, чем отличается конвектор от радиатора. Устройство и принцип работы первого прибора мы уже знаем. Теперь изучим радиатор.

Конструкция и принцип действия

Радиатор – полая металлическая конструкция, заполненная теплоносителем. В электрических моделях это минеральное масло, в центральных системах отопления – вода. Но нас интересуют только масляные (электрические) радиаторы.

Внутри полости расположен нагревательный элемент. Сначала он нагревается сам, потом оно передает тепло маслу, которое делится тепловой энергией с корпусом. Только потом воздух, касаясь нагретого металла, становится теплым, и он всплывает. Тут тоже речь идет о конвекции, но путь нагрева слишком долгий и затратный.

Преимущества конвекторов перед радиаторами

Технические характеристики – это то, чем отличается конвектор от обогревателя радиаторного типа еще кроме принципа действия. Сравним их:

1. Расходы электроэнергии. Конвекторы экономичнее, поскольку включаются только на время, чтобы подогреть воздух до нужного значения. Затем отключаются;
2. Масса. Масляные радиаторы могут весить до 15-20 кг, а самые массивные конвекторы – не более 10 кг;
3. Температура корпуса. У конвекторов – не более 60 градусов, а у радиаторов она равна температуре нагретого масла. Это может быть 80, 90 и выше (легко получить ожог);
4. Скорость обогрева. Пока у радиатора нагреется внутренний элемент, потом масло, потом корпус, потом воздух, конвектор уже прогреет почти всю комнату (газ контактирует с нагревателем без посредников).

Единственное, чем радиатор лучше конвектора, — это стоимость. Если для обогрева комнаты площадью в 15 квадратов масляный обогреватель стоит около 1000, то простой конвекционный камин обойдется в 2000 рублей. Конечно цена может варьироваться в зависимости от модели прибора, важно на этапе покупки понимать по каким критериям выбирать конвектор для дома . Но разница в цене окупается долговечностью — конвекторы служат более 10 лет.

Разбираемся в устройстве и принципе действия электрического конвектора отопления

Далеко не всегда стандартные отопительные системы справляются со своим предназначением. Некоторые квартиры не могут похвастаться возможностью установки газовых котлов. Поэтому люди приобретают различные приборы, главным предназначением которых является нагрев воздуха в помещении. В России электрические конвекторы только набирают популярность. А в Европе такими устройствами пользуются давно. Европейцы неслучайно отдают предпочтение такому оборудованию. Оно компактное, простое в использовании, не очень дорогое, а главное, эффективное. Познакомьтесь и вы с плюсами использования прибора.

Что такое электрический конвектор отопления и зачем он нужен?

Электрический конвектор — это аппарат, главным предназначением которого является нагрев воздуха и подача его в помещение. Происходит такое действие благодаря встроенному нагревательному элементу.

На самом деле, конструкция устройства предельно проста: это корпус и нагревательный элемент. Некоторые аппараты оснащены ещё и вентилятором, чтобы ускорять процесс. Такие устройства стоят несколько дороже.

Само действие происходит следующим образом:

• В специальное отверстие, которое находится в самом низу корпуса, воздух втягивается во внутрь.
• Там он прогревается при помощи работы нагревательного элемента.
• Тёплый воздух не такой плотный и объёмный, и поднимается вверх.
• Через специальное отверстие в верхней части корпуса он уходит в помещение.
• Процесс происходит кругообразно. То есть, первоначально нагретый воздух остывает, опускается и снова попадает в аппарат.

Некоторые аппараты оснащены ещё и специальным таймером и терморегулятором. Такие функции позволяют включать агрегат на несколько минут через определенный интервал времени или по факту остывания воздуха в помещении. Корпус чаще всего выполнен из высококачественного пластика или легкого металла.

На российском рынке аппараты представлены в лаконичной прямоугольной форме белого, чёрного, хромированного цвета. Эти устройства достаточно плоские, имеют преимущественно настенное крепление.

Можно ли обогреть дом исключительно электрическими конвекторами?

Создатели конвекторов напоминают своим покупателям о существовании одного правила.

А это значит, что квадратура должна соответствовать возможностям.

В среднем на 10 квадратных метров приходится 1 кВт мощности. То есть, для помещения в 20 квадратных метров достаточно агрегата мощностью 2 кВт.

Если вы будете соблюдать все эти условия, то без труда добьетесь комфортной температуры в помещении.

Устройство и основные элементы

Нагревательный элемент

На сегодняшний день в современных конвекторах используют три вида нагревательных элементов. И каждый по-своему выгоден.

Монолитный. Его плюс в абсолютной безопасности. Устройство с таким нагревательным элементом меньше издает звуков, практически бесшумно. Нагрев происходит быстрее за счет концентрации тепла на небольшой площади. Он плоский.

Игольчатый. Представляет собой проволоку, которая изогнута змейкой. Такие нагревательные элементы боятся влаги. Поэтому их нельзя размещать во влажных помещениях. Не стоит покупать такие устройства для детской комнаты. Всегда есть риск обжечься об иголки. Корпус нагревательного элемента и устройства имеют высокую температуру, примерно 80 градусов.

Трубчатый. Представлен в виде широкой трубки, которая наполнена специальном волокном, издающим тепло. Такой нагревательный элемент, как и предшественник, боится влаги. Издает достаточно громкий, не всегда приятный звук.

Термостат для управления температурой и режимами

Термостат является приятной опцией к покупке электрического конвектора. Безусловно, устройство, оснащенное таким аппаратом, стоит дороже. На рынке представлены и механические, и электронные термостаты.

Механический термостат представлен обычным термометром, который способствует отключению устройства в момент, когда температура доходит до заданной отметки. Активируется работа в момент, когда температура опускается на пару градусов.

Что касается электронного термостата, то датчик температуры встроен непосредственно в корпус. На сенсорном экране вы можете наблюдать температуру, которая на данный момент есть в помещении. При снижении — устройство активизируется автоматически.

Принцип действия электрического конвектора

Каждое устройство, направленное на нагрев помещения, действует по-особому. В этом смысле конвектор не похож ни на одно другое устройство.

• Через специальное отверстие воздух втягивается в корпус.
• Там, он доходит до необходимой температуры.
• Воздушная масса, которая нагрета до необходимого уровня, становится легче. Она поднимается вверх.
• Выходит через специальное отверстие в верхней части корпуса.

Если агрегат оснащен специальным вентилятором, то этот процесс проходит намного быстрее.

Не стоит забывать о том,что эффективность работы устройства во многом зависит от ухода. На нагревательном элементе оседает пыль и он уже не может в должной мере обогревать помещение. Тоже самое касается вентилятора.

Для этого необходимо:

1. Убрать верхнюю защитную панель корпуса.
2. Проведите сухую уборку.
3. После этого дайте аппарату отдохнуть несколько часов и вновь начинайте эксплуатацию.

С целью профилактики гигиенические процедуры нужно проводить раз в сезон перед началом работы.

Наиболее распространенные типоразмеры и мощности

Чаще всего можно встретить приборы, которые обладают мощностью в 1 или 2 кВт. Они предназначены для помещений от 10 до 20 квадратных метров. Размеры каждого устройства напрямую зависят от производителя. Есть достаточно компактные аппараты, которые запросто поместятся на небольшой участок стены. Как правило, средний размер прямоугольного конвектора находится в рамках 60 на 30 см, при толщине в 5 см.

Способы установки

Чаще всего можно встретить предложение о приобретении настенного конвектора. Это самый простой вариант размещения. Но наравне с этим есть возможность помещения прибора в стену.

Предусмотрены модели, которые передвигаются по полу. Они оснащены специальными колёсами. У некоторых производителей есть специальные линейки устройств, которые могут встраиваться в пол. Благодаря такому хитрому ходу вы получаете эффект тёплых полов, и одновременно, устройство не занимает места и не портит внешний вид интерьера.

Чаще всего производители думают об удобстве своих клиентов. В комплекте к прибору идут детали и комплектующие для монтажа.

Если вы приобретаете устройство, которое имеет преимущественно напольную установку, то в комплекте к нему обязательно должны идти специальные колеса. Но даже если в своей коробке вы не нашли монтажных элементов — не расстраивайтесь. Вы без проблем сможете найти нужные комплектующие в обычных строительных магазинах.

Как рассчитать необходимую мощность конвектора?

По площади помещения

В среднем, на 1 кВт мощности приходится 10 квадратных метров помещения. Если 1квт разделить на 10, мы получим 100 Вт. Это и есть мощность, необходимая для одного квадратного метра. Умножьте квадратуру вашего жилья на 100 Ватт. Получившуюся величину вы можете считать за минимально допустимую мощность приобретаемого устройства.

Так вы будете уверены наверняка, что аппарат справиться с обогревом.

По объему

Объем помещения при выборе конвектора определяется количеством окон. Ведь окна — это не только источник света, но также и дополнительного холода. Даже закрытые окна всегда прохладные, а значит, затормаживают процесс обогрева. Мощность агрегата должна не только соответствовать площади помещения, но и соответствовать количеству окон. Если в комнате их два, то рядом с каждым должно быть размещено два устройства.

Если конвектор — не единственный источник тепла

А вот если конвектор приобретается в качестве дополнительного источника тепла, а не основного, то здесь можно снизить показатель мощности до 50 ватт на один квадратный метр. При таких показателях вы точно будете уверены, что не останетесь замерзать.

Электрические конвекторы медленно, но верно вытесняют другие отопительные приборы, которые расходуют слишком много электроэнергии, при этом, не всегда эффективны. Сегодня появляются конвекторы с ионизацией. Эта функция позволяет сохранить естественную влажность воздуха, насытить его положительно заряженными ионами. Приобретая такой аппарат, вы будете уверены в том, что здоровье ваших близких только улучшится. Надеемся, что вы по праву оцените все положительные свойства такого аппарата как электрический конвектор.

Этот материал поможет вам подобрать оптимальный прибор именно для конкретного помещения.