X shape нагревательный элемент что это
Перейти к содержимому

X shape нагревательный элемент что это

  • автор:

Нагреватели в конвекторах

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

Алюминиевые X-образные нагревательные элементы

Нагревательный элемент FH-025/2500-10-H с кронштейном

Монолитные нагреватели для ремонта электрических конвекторов. Выполнены из монолитного алюминия, который отлит в единой форме. Форма нагревательного элемента X-образная, поэтому нагреватели часто называют X-образными нагревательными элементами. За счет того монолитной структуры (в отличие от ТЭНа с алюминиевым оребрением) нагреватель не издаёт никаких щелчков и хрустов в процессе разогрева и остывания.

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).

Конвекторы с разными типами нагревательных элементов

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.

Ститч нагревательный элемент

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.

Ститч-нагревательный элемент

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.

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


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».

Монолитный нагревательный элемент Хэджхог

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%.

Типы нагревательных элементов в конвекторах: какой лучше?

Типы нагревательных элементов в конвекторах: какой лучше?

Внешне электрические конвекторы мало чем отличаются друг от друга. При этом стоимость сопоставимых по мощности моделей может отличаться в разы. Все дело в типе нагревательного элемента, установленного в конкретной модели. Какие нагревательные элементы используются в электрических конвекторах, и чем они отличаются друг от друга?Разберем в этом материале.

Игольчатый нагревательный элемент

По нынешним меркам конструкция игольчатого нагревательного элемента выглядит довольно устаревшей. Немудрено: появилась она в составе электрических конвекторов в середине 1950-х годов. Элемент представляет собой диэлектрическое основание, изготовленное из электротехнического картона или текстолита. В его перфорированные отверстия заправлена тонкая нихромовая полоса или проволока.

Проволока, имеющая высокое электрическое сопротивление, заправляется в отверстия основания зигзагами. В результате с обеих сторон конструкции образуются «стежки» нагревательной полосы, формой напоминающие иглы. За такой способ укладки нагревательной полосы данный тип получил название игольчатый.

Данный тип нагревателя может называться и иначе. В переводе с английского stich означает стежок, поэтому такие нагревательные элементы еще называют стич-нагревателями.

Поверхность проволоки или полосы стич-нагревателя покрывают тонким слоем высокотемпературного изоляционного лака. Это защищает от коротких замыканий между соседними «иглами». А заодно позволяет гарантированно получить необходимую мощность нагревательного элемента.

Игольчатые нагревательные элементы дешевы и мгновенно нагреваются до рабочей температуры. На этом преимущества заканчиваются, и далее следуют одни лишь недостатки. Они, в основном, вызваны архаичностью конструкции.

  • Сильный нагрев металлической части нагревателя. Как правило, полоса разогревается до 250-300 °С. Это приводит к появлению неприятного запаха от сгораемой пыли и шерсти домашних животных.
  • В сырых и влажных помещениях электрический конвектор использовать нельзя. Попадание влаги на спираль может спровоцировать короткое замыкание внутри прибора или удар пользователя электрическим током.
  • Недолговечность нагревательного элемента. От локальных перегревов в месте скопления пыли или шерсти он может попросту перегореть.
  • Низкий КПД. Энергопотребление нагревательного элемента несоизмеримо с его эффективностью в плане тепловой отдачи.
  • Отсутствие накопителя тепла. Как только подача электроэнергии прекращается, нагреватель моментально остывает.

ТЭН

Конструкцию трубчатого электронагревателя (ТЭН) изобрели более 160 лет назад. Патент на изобретение принадлежит американцу Джорджу Симпсону, который получил его в 1859 году.

ТЭН представляет собой трубку из углеродистой или нержавеющей стали. Внутри нее располагается токопроводящая нить, изготовленная, как правило, из нихрома (сплава никеля с хромом) или фехраля (сплава железа, хрома и алюминия). Нить обладает высоким удельным сопротивлением. Чтобы исключить прямой контакт нити со стенками трубки, полость последней заполняют диэлектрическим изолятором с высокой теплопроводностью. Как правило, его изготавливают из периклаза (окись магния в кристаллическом виде). После заполнения внутреннего объема трубки изолятор спрессовывается.

Получается довольно прочная монолитная конструкция, которая нагревается при протекании электрического тока по спирали ТЭНа. Трубчатый нагреватель имеет большую поверхность нагрева, чем игольчатый. Это положительно сказывается на его характеристиках.

Для увеличения площади теплосъема на трубке устанавливают алюминиевые пластины. Они имеют значительно большую площадь поверхности, чем сама трубка корпуса нагревательного элемента. Решение простое, но действенное. Эффективность обогрева увеличивается: воздух, проходя внутри электрического конвектора, контактирует с горячей поверхностью значительно большей площади.

За счет дополнительных ребер повышается общий КПД нагревательного элемента. Конвекторы с ТЭН можно использовать в помещениях с повышенной влажностью, поскольку конструкция элемента герметична. Температура элемента редко превышает 120-150 °С, что делает его относительно безопасным.

Единственным существенным недостатком является шум во время работы. Дело в том, что сталь и алюминий с разной скоростью расширяются при изменении температуры. Это вызывает характерные щелчки при нагреве и остывании элемента. Днем это, может, еще не сильно мешает. А вот в ночное время это может стать серьезной проблемой. Особенно для людей, имеющих чуткий сон.

Монолитный нагревательный элемент

Монолитные нагревательные элементы — логическое развитие технологии ТЭНов с дополнительными ребрами для отвода тепла. Они лишены главного недостатка своих предшественников — шума во время работы.

Конструкция монолитного нагревателя содержит все тот же ТЭН, однако заключенный не в стальную трубку, а в монолитный алюминиевый корпус с ребрами. Форма нагревательного элемента может быть любой: она зависит в большей степени от конструкции электрического конвектора и технологических особенностей изготовления нагревателей. Наибольшее распространение получили:

  • монолитный нагревательный элемент, выполненный в форме плоской панели;

  • монолитный нагреватель с двумя ребрами для отвода тепла (V-образный нагревательный элемент);
  • монолитный нагреватель с четырьмя ребрами теплоотвода (Х-образный нагревательный элемент).

Большая площадь поверхности нагревателя обеспечивает высокие КПД и энергоэффективность. Стоит помнить, что у элемента невысокая температура нагрева: она редко превышает 120 ° С. Это делает приборы безопасными. На ребрах элемента не горит пыль, исключены локальные перегревы.

Монолитные нагревательные элементы — самые долговечные. Многие производители уверяют, что срок службы элементов составляет 20-25 лет.

Микатермический нагревательный элемент

Микатермические нагревательные элементы сильно отличаются от других типов обогревательных элементов. Игольчатый, трубчатый и монолитный нагреватели обеспечивают конвекционный нагрев воздуха в помещении, то микатермический создает тепло в большей степени благодаря инфракрасному излучению.

80 % тепла генерируется инфракрасными волнами, а оставшиеся 20 % — за счет конвекционного нагрева. Более подробно о принципах инфракрасного нагрева можно прочитать в этой статье.

Вот так устроен микатермический нагревательный элемент.

По сути, это сендвич-панель из пяти слоев. Центральный слой представлен пластиной из никеля, являющейся нагревательным элементом всей конструкции. С обеих сторон она покрыта оксидами олова, цинка и железа. Назначение этих слоев — электрическая изоляция центрального нагревательного элемента и «организация» потока направленного инфракрасного излучения.

В качестве наружных слоев «сендвича» выступает специальная слюда толщиной 0,03 мм. Это хороший проводник и излучатель инфракрасных волн, который быстро нагревается до 200 ° С. Чтобы обезопасить пользователей от случайного прикосновения, микатермический элемент в обязательном порядке защищается решеткой. При этом температура корпуса конвектора редко превышает 60 °С.

Электрические конвекторы с микатермическим элементом считаются самыми экономичными. На обогрев помещения затрачивается меньше всего электроэнергии. Однако следует учитывать, что инфракрасное излучение нагревает не воздух, а объекты и предметы, находящиеся на его пути.

В целях безопасности не стоит приближать электрический конвектор на расстоянии менее 0,5 м к предметам интерьера.

С увеличением расстояния до обогревателя снижается и его эффективность. Прибором с микатермическими элементами довольно сложно обогреть помещение большой площади.

Выводы

От типа установленного нагревательного элемента зависят эффективность конвектора, его энергопотребление, долговечность и безопасность. Производители электрических конвекторов не всегда указывают в характеристиках к прибору тип установленного нагревательного элемента. Даже несмотря на то, что этот параметр является ключевым.

Чтобы наверняка определить тип установленного в приборе нагревателя, достаточно заглянуть в его вентиляционные отверстия для забора воздуха. Они, как правило, располагаются в нижней части корпуса.

Простое действие позволит сделать осознанный выбор конвектора, убережет от возможных неприятностей и неожиданных «сюрпризов» при его эксплуатации.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *