Θερμαντικές αντιστάσεις για θέρμανση: τύποι, αρχή λειτουργίας, κανόνες επιλογής εξοπλισμού

Τα ηλεκτρικά θερμαντικά στοιχεία δεν αλλάζουν τη δομή τους εδώ και δεκαετίες και παραμένουν σε ζήτηση στον εξοπλισμό θέρμανσης. Αλλάζουν oι μορφές αυτών των συσκευών, τα κατασκευαστικά υλικά, αλλά παραμένουν αμετάβλητες η αρχή λειτουργίας και η αποδοτικότητα. Για σωστή επιλογή θα φανούν χρήσιμες oι πληροφορίες για τις διαφορές και τα χαρακτηριστικά. Συμφωνείτε;

Θα μάθετε τι είναι και πώς λειτουργούν τα θερμαντικά στοιχεία για θέρμανση. Περιγράψαμε λεπτομερώς τις ποικιλίες των θερμαντικών στοιχείων, παρουσιάσαμε αδιαμφισβήτητα επιχειρήματα για μια τεκμηριωμένη επιλογή του βέλτιστου τύπου. Λαμβάνοντας υπόψη τις συστάσεις μας, θα αποκτήσετε χωρίς λάθη τη συσκευή που χρειάζεστε.

Σκοπός των θερμαντικών στοιχείων θέρμανσης

Τα ηλεκτρικά θερμαντικά στοιχεία κέρδισαν δημοφιλία χάρη στην ευελιξία τους και υψηλή απόδοση. Όλη η ηλεκτρική ενέργεια που καταναλώνουν χρησιμοποιείται για τον σκοπό της – για θέρμανση του περιβάλλοντος χώρου.

Οι κύριες συσκευές θέρμανσης στος oποίες χρησιμοποιούνται θερμαντικά στοιχεία είναι:

1. Φορητοί και σταθεροί ηλεκτρικοί θερμαντικές συσκευές λαδιού.
2. Υδάτινα σώματου καλοριφέρ θέρμανσης.
3. Θερμαινόμενες κρεμάστρες πετσετών για μπάνιo.
4. Ηλεκτρικές αμηνικές εστίες.
5. Ηλεκτρικοί κονβέκτορες.
6. Ηλεκτρικοί λέβητες.

Ο αναφερόμενος εξοπλισμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως κύρια ή πρόσθετη πηγή θέρμανσης. Είναι φθηνός, εύκολος στην εγκατάσταση και δεν απαιτεί ειδικές δεξιότητες κατά τη λειτουργία.

Η σύνδεση του θερμαντικού στοιχείου σε μπαταρία κεντρικής θέρμανσης από χυτοσίδηρo μπορεί να γίνει μετά από αποσύνδεση του κοινού κατανεμητή. Αυτή η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για κύρια και συμπληρωματική θέρμανση.

Εσωτερική δομή ηλεκτρικών θερμαντικών στοιχείων

Είναι βολικό να εξετάσουμε τη διάταξη με παράδειγμα σωληνωτού μοντέλου. Τo ηλεκτρικό θερμαντικό στοιχείo αντιπροσωπεύει ένα σωλήνα κεραμικής ή μετάλλου γεμάτo με θερμικό αγωγό, με ένα εσωτερικό στοιχείo σε μορφή σπείρας. Στo σημείo στερέωσης του σωλήνα στo φλάντζα υπάρχουν μονωτικοί σωλήνες που καθιστούν αδύνατη την επαφή του αγώγιμου σποιείου με τo σώμα του θερμαντικού στοιχείου.

Στα περισσότερα μοντέλα θερμαντικών στοιχείων χρησιμοποιούνται παρόμοια εξαρτήματα, ωστόσο η αντοχή τους μπορεί να διαφέρει ανάλογα με την ποιότητα συναρμολόγησης

Ο ηλεκτρικός θερμαντήρας στερεώνεται κυρίως με φλαντζωτή σύνδεση, η οποία επιτρέπει τη στεγανοποίηση του εσωτερικού περιβάλλοντος της συσκευής θέρμανσης από τον εξωτερικό χώρο. Μειονέκτημα αυτής της κατασκευής είναι η αδυναμία αντικατάστασης του πηνίου σε περίπτωση εσωτερικής καύσης του.

Αρχή λειτουργίας θερμαντικών στοιχείων

Το θερμαντικό στοιχείο λειτουργεί με την εξής αρχή. Κατά τη σύνδεση στο δίκτυο, το εσωτερικό πηνίο θερμαίνεται και μεταφέρει ενέργεια στον θερμικό αγωγό και στο εξωτερικό περίβλημα. Στη συνέχεια, η θερμότητα μεταδίδεται στο περιβάλλον υγρό, αέρα ή στερεό υλικό.

Κατά τη θέρμανση του θερμαντικού στοιχείου που είναι βυθισμένο σε λάδι ή νερό, δημιουργούνται ρεύματα μεταφοράς γύρω από τον σωλήνα, τα οποία αναμειγνύουν το μέσο θέρμανσης και συμβάλλουν στην ομοιόμορφη θέρμανσή του.

Οι ηλεκτρικοί λέβητες είναι γνωστοί για την αξιοπιστία και την επισκευασιμότητά τους. Δεν διαθέτουν πολλά πολύπλοκα εξαρτήματα, επομένως είναι απλοί στη χρήση και τη συντήρηση

Στις συσκευές θέρμανσης χωρίς υγρό, η θερμοκρασία θέρμανσης συνήθως περιορίζεται για να μην προκληθεί ζημιά στα γύρω εξαρτήματα και να μην προκληθεί πυρκαγιά.

Για την επιτάχυνση της ανταλλαγής θερμότητας, χρησιμοποιείται συχνά ένας ανεμιστήρας, ο οποίος εξασφαλίζει την κυκλοφορία του αέρα τόσο εντός της συσκευής όσο και στον περιβάλλοντα χώρο.

Τύποι θερμαντικών στοιχείων για συσκευές θέρμανσης

Η ευκολία κατασκευής των θερμαντικών στοιχείων δεν σημαίνει πάντα ευκολία για τους χρήστες. Πολλοί κατασκευαστές παράγουν ηλεκτρικούς θερμαντήρες με συγκεκριμένο σχήμα και στερέωση. Σε περίπτωση βλάβης, είναι δύσκολο να αγοραστούν στο κατάστημα. Γι' αυτό, για τη σωστή επιλογή είναι απαραίτητο να μελετηθούν όλες οι πιθανές κατασκευαστικές παραλλαγές.

Σωληνωτά μοντέλα για oικιακή θέρμανση

Η σωληνοειδής κατασκευή των ηλεκτρικών θερμαντήρων είναι η πιο διαδεδομένη σε φορητές θερμάστρες λαδιού, φορητά και επιτοίχια ηλεκτρικά καλοριφέρ. Η μεταφορά θερμότητας σε αυτά μπορεί να γίνει μέσω: μεταφοράς, υπέρυθρης ακτινοβολίας ή θερμικής αγωγιμότητας.

Έτοιμα θερμαντικά στοιχεία με ρυθμιστή και δικό τους καλώδιο τροφοδοσίας μπορούν να αγοραστούν μόνο όταν είστε σίγουροι ότι το μήκος του καλωδίου είναι επαρκές

Το σχήμα και το μήκος του σωλήνα σε τέτοιες συσκευές μπορεί να είναι οποιοδήποτε και καθορίζεται μόνο από τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, το θερμαντικό στοιχείο ενός μικαθερμικού θερμαντήρα είναι ένα πηνίο που βρίσκεται πίσω από μια ορυκτή πλάκα. Καθώς θερμαίνεται, η πλάκα εκπέμπει υπέρυθρη θερμότητα.

Τα πιο συνηθισμένα χαρακτηριστικά του είναι:

• διάμετρος – 5-18 mm·
• μήκος – 200-6000 mm·
• υλικό περιβλήματος – χάλυβας, ανοξείδωτο, κεραμικό, χαλκός·
• ισχύς – 0,3-2,5 kW.

Τα ΤΕΝ ισχύος άνω των 2,5 kW δεν χρησιμοποιούνται σε οικιακές συσκευές θέρμανσης, γιατί η καλωδίωση του διαμερίσματος απλά δεν αντέχει μεγαλύτερο φορτίο.

Πτερυγιωμένη έκδοση ηλεκτρικών θερμαντικών στοιχείων

Οι πτερυγιωτές συσκευές αποτελούν μια τροποποίηση του σωληνοειδούς ΤΕΝ. Το χαρακτηριστικό τους είναι η ύπαρξη πολλών λεπτών μεταλλικών πλακών, τοποθετημένων σε όλο το μήκος της συσκευής. Αυτή η κατασκευή αυξάνει δραστικά την επιφάνεια επαφής με το περιβάλλον, εξασφαλίζοντας υψηλή ταχύτητα θέρμανσής του.

Τα πτερυγιωτά ΤΕΝ είναι ακριβότερα, απαιτούν μεγαλύτερο χώρο εργασίας, αλλά παρέχουν υψηλότερες καταναλωτικές επιδόσεις του εξοπλισμού θέρμανσης

Τα πτερυγιωτά μοντέλα χρησιμοποιούνται κυρίως σε θερμάστρες για αεροθέρμανση. Εξασφαλίζουν γρήγορη αύξηση της θερμοκρασίας στο δωμάτιο, ειδικά με ενσωματωμένο ανεμιστήρα.

Συμπλεγματικές κατασκευές θερμαντικών στοιχείων

Η έκδοση μπλοκ αποτελείται από πολλά σωληνοειδή θερμαντικά στοιχεία συνδυασμένα σε μια ενιαία βάση στερέωσης.

Ιδιαίτερη προσοχή κατά την επιλογή μπλοκ ΤΕΝ πρέπει να δίνεται στην ισχύ τους και στην ικανότητα του λέβητα με αντλία να απομακρύνει τη θερμότητα

Αυτή η κατασκευή χρησιμοποιείται όταν συνδυάζονται δύο παράγοντες:

1. Ανάγκη για αυξημένη ισχύ της συσκευής και υψηλή ταχύτητα θέρμανσης του μέσου εργασίας.
2. Αδυναμία γρήγορης μεταφοράς θερμικής ενέργειας από το πηνίο στο περιβάλλον λόγω της μικρής επιφάνειας του εξωτερικού περιβλήματος.

Στην πραγματικότητα, στο μπλοκ ΤΕΝ μειώνεται το φορτίο σε κάθε σωλήνα θέρμανσης και αυξάνεται η ταχύτητα μεταφοράς θερμότητας. Τέτοιες συσκευές αποτελούν μέρος οικιακών λεβήτων θέρμανσης και βιομηχανικών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων θέρμανσης.

Η ισχύς των μοντέλων μπλοκ μπορεί να είναι 5-10 kW, οπότε κατά την τοποθέτησή τους σε διαμέρισμα απαιτείται η τροφοδοσία επιπλέον ηλεκτρικού καλωδίου στο χώρο.

Συσκευές τύπου δαχτυλιδιού

Τα ΤΕΝ τύπου φυσιγγίου έχουν μορφή σωλήνα με ένα ελεύθερο άκρο, λόγω του τρόπου τοποθέτησής τους. Το εξωτερικό περίβλημα είναι συνήθως από γυαλισμένο χάλυβα για μέγιστη επαφή με το περιβάλλον υλικό. Τέτοιοι σωλήνες τοποθετούνται σφιχτά στην αντίστοιχη οπή της συσκευής θέρμανσης.

Το κύριο μειονέκτημα των ΤΕΝ τύπου φυσιγγίου είναι η μικρή επιφάνεια απόδοσης θερμότητας, που απαιτεί ειδικές μεθόδους απομάκρυνσης της θερμικής ενέργειας

Η στερέωση των μοντέλων τύπου φυσιγγίου γίνεται κυρίως με φλάντζα. Χρησιμοποιούνται συνήθως στη βιομηχανία για τη θέρμανση των εξαρτημάτων εργασίας των εξωθητήρων.

Υπάρχουν και άλλα δομικά είδη ΤΕΝ, αλλά αυτά χρησιμοποιούνται κυρίως στη βιομηχανική παραγωγή και δεν σχετίζονται με το θέμα μας.

Πρόσθετες λειτουργίες ηλεκτρικών θερμαντικών στοιχείων

Παραπάνω εξετάστηκαν οι απλούστερες κατασκευές συσκευών που δεν διαθέτουν κανέναν ενσωματωμένο μηχανισμό ρύθμισης.

Το μπλοκ θερμορύθμισης μπορεί να έχει μηχανικό ή ηλεκτρονικό αυτοματισμό. Ο ηλεκτρονικός είναι πιο ακριβής, αλλά απαιτητικός ως προς τις παραμέτρους του οικιακού ηλεκτρικού δικτύου.

Αλλά οι ηλεκτρικοί θερμοσίφωνες μπορούν να εξοπλίζονται με τον απλούστερο αυτοματισμό, που παρέχει στη συσκευή πρόσθετες λειτουργίες.

Σε αυτά περιλαμβάνονται:

1. Θερμορύθμιση. Τα ΤΕΝ με ενσωματωμένο θερμοστάτη για θέρμανση διαθέτουν αισθητήρα θερμοκρασίας, ο οποίος ενεργοποιείται όταν η θερμοκρασία του μέσου εργασίας φτάσει σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο. Η ρύθμιση του ηλεκτρικού θερμαντήρα γίνεται από την εξωτερική πλευρά της φλάντζας.
2. Αντιπαγετική προστασία. Αυτή η λειτουργία παρέχεται από έναν απλοποιημένο θερμοστάτη, ο οποίος ενεργοποιείται μόνο όταν η θερμοκρασία πέσει στους 0-2°C. Εμποδίζει το πάγωμα του νερού στους σωλήνες θέρμανσης, καταναλώνοντας ελάχιστη ηλεκτρική ενέργεια.
3. Τουρμποθέρμανση, η οποία παρέχει αναγκαστική θέρμανση του μέσου εργασίας κατά την αρχική εκκίνηση του εξοπλισμού. Είναι απαραίτητο να θυμάστε ότι η ηλεκτρική καλωδίωση του χώρου πρέπει να αντέξει μια προσωρινή αύξηση ισχύος.

Οι συσκευές που υποστηρίζουν πρόσθετες λειτουργίες δεν είναι πολλές, γιατί συχνά η ρύθμιση της λειτουργίας των θερμαντικών συσκευών στο σύνολό τους γίνεται μέσω ενός ξεχωριστού μπλοκ αυτοματισμού.

Πώς να επιλέξετε θερμαντικό στοιχείo για εξοπλισμό θέρμανσης;

Κατά την επιλογή ΤΕΝ για αντικατάσταση σε θερμοσίφωνα ή σε καλοριφέρ, πρέπει να δίνετε προσοχή στην ισχύ, την κατασκευή, το μήκος του σωλήνα και την ύπαρξη πρόσθετων δυνατοτήτων. Επομένως, πριν από την αγορά, πρέπει να μάθετε όσο το δυνατόν περισσότερα για όλα τα χαρακτηριστικά του.

Υπολογισμός ισχύος συσκευής

Η μεγάλη ισχύς του ΤΕΝ δεν είναι πάντα θετική ιδιότητα.

Κατά την επιλογή, είναι σημαντικό να λάβετε υπόψη αρκετούς παράγοντες που σχετίζονται με το επίπεδο κατανάλωσης ενέργειας:

• η μέγιστη ισχύς απόδοσης θερμότητας της συσκευής θέρμανσης στο σύνολό της·
• οι δυνατότητες της ηλεκτρικής καλωδίωσης·
• ο όγκος του χώρου.

Δεν επιτρέπεται να αγοράσετε μια συσκευή με ισχύ μεγαλύτερη από το 75% του μέγιστου επιπέδου απόδοσης θερμότητας του εξοπλισμού θέρμανσης.

Για παράδειγμα, υπάρχει ένα καλοριφέρ με 10 τμήματα, κάθε ένα από τα οποία αποδίδει 150 W θερμότητας στον αέρα, συνολικά 1,5 kW. Κατά την εγκατάσταση ενός ηλεκτρικού θερμαντήρα ισχύος 2 kW, η επιφάνεια του καλοριφέρ δεν θα μπορέσει να αποδώσει γρήγορα όλη την παραγόμενη ενέργεια. Ως αποτέλεσμα, το ΤΕΝ θα απενεργοποιείται συνεχώς λόγω υπερθέρμανσης.

Αιτία γρήγορης βλάβης του ΤΕΝ μπορεί να είναι η λανθασμένη επιλογή ισχύος της συσκευής. Ως αποτέλεσμα συστηματικής υπερθέρμανσης του πηνίου, αυτό με τον καιρό καίγεται.

Σε διαμερίσματα με φθαρμένη ηλεκτρική καλωδίωση, το σταθερό φορτίο στην πρίζα δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 1,5-2 kW, αλλιώς μπορεί να υπερθερμανθεί και να οδηγήσει σε δυσάρεστες συνέπειες. Επομένως, πριν από την αγορά ενός ΤΕΝ, πρέπει να ελέγξετε την κατάσταση της καλωδίωσης και, εάν χρειαστεί, να αφαιρέσετε την παλιά και να τοποθετήσετε νέο ηλεκτρικό δίκτυο.

Όταν το ζήτημα της ηλεκτρολογικής εγκατάστασης και των δυνατοτήτων του εξοπλισμού έχει επιλυθεί, μπορείτε να προχωρήσετε στον υπολογισμό της απαιτούμενης ισχύος για τη διατήρηση μιας άνετης θερμοκρασίας στο χώρο.

Σε καλά μονωμένα σπίτια και διαμερίσματα, θα είναι αρκετή μια ισχύς των 40 W/m³. Αλλά όταν υπάρχουν σχισμές στα παράθυρα, η ισχύς θέρμανσης πρέπει να αυξηθεί σε 60-80 W/m³. Η αγορά ενός συγκεκριμένου μοντέλου μπορεί να γίνει μόνο αφού ληφθούν υπόψη όλοι οι παραπάνω ενεργειακοί παράγοντες.

Συνεκτίμηση χαρακτηριστικών κατασκευής

Τα περισσότερα ΤΕΝ θέρμανσης έχουν περίβλημα από κραματοποιημένο χάλυβα, το οποίο εξασφαλίζει αντοχή και ανθεκτικότητα στη διάβρωση. Οι χάλκινες συσκευές χρησιμοποιούνται κυρίως σε θερμοσίφωνες, αν και δεν υπάρχουν περιορισμοί για τη χρήση τους σε αυτοσχέδια καλοριφέρ.

Σε καλοριφέρ από χυτοσίδηρο και χάλυβα, η χρήση ΤΕΝ από μη σιδηρούχα μέταλλα δεν είναι επιθυμητή. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε επιτάχυνση της φθοράς των υλικών και των συνδέσεων.

Επίσης, κατά την επιλογή, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η κατεύθυνση του σπειρώματος του τάπου, το οποίο μπορεί να είναι δεξιό ή αριστερό. Διαφορετικά μοντέλα ηλεκτρικών θερμαντήρων διαφέρουν επίσης ως προς τη διάμετρο των φλαντζών. Μπορεί να έχουν μέγεθος από 0,5 έως 1,25 ίντσες.

Συνήθως, ένα ΤΕΝ από έναν καλό κατασκευαστή συνοδεύεται από ένα σύντομο εγχειρίδιο, στο οποίο περιγράφονται οι κατασκευαστικές του παράμετροι. Η μελέτη τους θα σας βοηθήσει να αγοράσετε μια συσκευή που θα ταιριάζει ακριβώς στον υπάρχοντα εξοπλισμό θέρμανσης.

Μήκος σωλήνα θέρμανσης

Το μήκος του σωλήνα είναι ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά που καθορίζουν την απόδοση της συσκευής.

Το μεγαλύτερο μήκος του, με την ίδια ισχύ, οδηγεί σε αύξηση της επιφάνειας του ηλεκτρικού θερμαντήρα και σε ταχύτερη ανταλλαγή θερμότητας με το μέσο εργασίας. Αυτό επηρεάζει θετικά τη διάρκεια ζωής του ΤΕΝ και την ταχύτητα κυκλοφορίας του θερμαντικού μέσου.

Τα ΤΕΝ με μακρύ σωλήνα είναι ιδανικά για εγκατάσταση σε αυτοσχέδια θερμαντικά σώματα, με τα οποία είναι βολικό να θερμαίνετε μεγάλους χώρους και βοηθητικά κτίρια.

Είναι επιθυμητό ο σωλήνας να εκτείνεται σε όλο το μήκος της ζώνης εργασίας της συσκευής θέρμανσης, χωρίς να φτάνει στο απέναντι τοίχωμα κατά 6-10 cm. Αυτή η σύσταση θα επιτρέψει τη γρήγορη και ομοιόμορφη θέρμανση του θερμαντικού μέσου.

Ύπαρξη πρόσθετης λειτουργικότητας

Δεν είναι πάντα απαραίτητο να πληρώνετε παραπάνω για πρόσθετες δυνατότητες των ΤΕΝ. Εάν η συσκευή θέρμανσης χρησιμοποιείται ως βοηθητική και δεν διαθέτει δικό της ενσωματωμένο αυτοματισμό, τότε η αγορά ενός μοντέλου με θερμοστάτη έχει νόημα.

Ωστόσο, εάν το καλοριφέρ ή ο ηλεκτρικός θερμοπομπός διαθέτει δικούς του αισθητήρες θερμοκρασίας και μηχανισμούς ελέγχου, οι πρόσθετες λειτουργίες θα παραμείνουν ανεκμετάλλευτες.

Τα ηλεκτρονικά που είναι ενσωματωμένα στο καπάκι του ΤΕΝ θα πρέπει να διαθέτουν μηχανισμούς ασφαλείας, ώστε σε περίπτωση βλάβης της πλακέτας ελέγχου να μην προκληθεί πυρκαγιά

Επομένως, συνιστάται η αγορά ακριβών ηλεκτρικών θερμαντήρων με ενσωματωμένο αυτοματισμό μόνο όταν υπάρχει σαφής ανάγκη για τέτοιο εξοπλισμό. Εάν χρειάζεστε ατομική ρύθμιση της θερμοκρασίας, είναι προτιμότερο να αγοράσετε ένα θερμοστάτη στην πρίζα, το οποίο μπορείτε να χρησιμοποιείτε περιοδικά.

Όσον αφορά τους κατασκευαστές ΤΕΝ, η επιλογή τους δεν είναι καθοριστική. Οι κύριοι προμηθευτές είναι εταιρείες από τη Ρωσία, την Ουκρανία, την Τουρκία και την Ιταλία. Η ποιότητα των προϊόντων τους είναι περίπου η ίδια, επομένως δεν υπάρχει λόγος να πληρώνετε επιπλέον για την επωνυμία.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Βίντεο #1. Πρακτική επισκόπηση ΤΕΝ διαφόρων τύπων:

Βίντεο #2. Επισκόπηση ΤΕΝ με θερμοστάτη:

Βίντεο #3. Χαρακτηριστικά του μπλοκ ΤΕΝ που χρησιμοποιείται σε ηλεκτρικούς λέβητες θέρμανσης:

Η αγορά ενός ΤΕΝ για συσκευές θέρμανσης είναι μια δύσκολη υπόθεση. Απαιτείται σαφής γνώση των χαρακτηριστικών του εξοπλισμού στον οποίο ενσωματώνεται το ηλεκτρικό θερμαντικό στοιχείο. Επομένως, η επιλογή ενός συγκεκριμένου μοντέλου θα πρέπει να γίνει μόνο μετά από προσεκτική ανάλυση των παραμέτρων του.

Παρακαλώ γράψτε σχόλια, κάντε ερωτήσεις, δημοσιεύστε φωτογραφίες σχετικά με το θέμα του άρθρου στο παρακάτω πλαίσιο. Μοιραστείτε πώς επιλέξατε ΤΕΝ για αντικατάσταση σε ηλεκτρικό λέβητα ή σε φορητή θερμάστρα. Μοιραστείτε τι ήταν για εσάς το καθοριστικό επιχείρημα στην επιλογή.