Как работает электрический конвектор

Что необходимо помнить

Использование в быту любого электрического прибора предполагает строгое соблюдение правил безопасности. И электрический конвектор – не исключение. Есть несколько предостережений, которые непременно следует учитывать, как показывают отзывы и рекомендации:

• прибор ни в коем случае нельзя накрывать. Некоторые хозяйки могут использовать электрический конвектор в качестве сушки для белья. Но делать это категорически запрещено.
• нельзя устанавливать конвектор в непосредственной близости от электрической розетки. Расстояние должно быть минимум 0,8 м.
• в комнатах с повышенной влажностью можно использовать только конвекторы, имеющие соответствующую защиту от влаги. Все они маркированы отметкой «IP 24».

Старайтесь приобретать только качественные приборы известных производителей. Устройства, имеющие слишком низкую цену, могут оказаться некачественными – и о такой покупке вы в скором времени пожалеете.

Варианты установки конвектора

По способу установки различают три основных типа обогревателей конвекторного принципа работы:

1. Напольный конвектор – удобен тем, что его всегда можно установить поближе к источнику электропитания, а при желании напольный агрегат легко переносится в другую комнату или передвигается в другой угол. Недостаток вытекает из достоинства – такой конвектор проще опрокинуть или споткнуться об него. Особенно это неудобно, если у вас в доме есть маленькие дети или домашние животные.
2. Настенный вариант – крепится на стену. Самое популярное место для монтажа – это стена под окном. Таким образом, холодный воздух от оконного проема сразу же нагревается, предотвращая возникновение сквозняков. Кроме того, с таким расположением конвектора окно не будет запотевать из-за тепловой завесы.
3. Встроенный в пол конвектор. Главным достоинством такого варианта конструкции является ее невидимость. Она монтируется под напольное покрытие и закрывается сверху решеткой. Минус – установить такой конвектор можно только в процессе ремонта пола, иначе придется полностью снимать покрытие.

Ниже мы рассмотрим устройство, преимущества и особенности именно настенных конвекторов, так как они пользуются наибольшей популярностью.

Расчет мощности конвекторов по площади

Неправильный выбор конвекторов может привести к недостатку тепла или к излишним денежным затратам. К отсутствию необходимого количества тепла приводит недостаток мощности – как правило, это результат неправильного расчета. Что касается больших расходов, то к ним приводит покупка конвекторов со слишком большим запасом по мощности, который в некоторых случаях вовсе ни к чему.

Простая таблица определения мощности конвектора.

Проще всего проводить расчет мощности конвекторов по площади помещений. Здесь задействуется стандартная формула, согласно которой на 10 кв. м. жилой площади необходим 1 кВт тепловой энергии. В северных и дальневосточных регионах, где зимы более холодные, чем где-нибудь в средней полосе России, на 10 квадратов приходятся 1,5 кВт тепла. Мы же будем отталкиваться от первоначального значения в 1 кВт.

Изучив формулу расчета мощности конвекторов по площади, вы сможете самостоятельно вычислить необходимую мощность оборудования, исходя из требований к отопительной технике для своего региона.

Для того чтобы сделать процесс расчета мощности конвекторов более наглядным, представим, что нам нужно обогреть домовладение площадью 100 кв. м. с высотой потолков 2,5 метра. Исходя из обозначенной формулы, нам понадобятся обогреватели с суммарной площадью 10 кВт. Главная задача – распределить их по обогреваемым помещениям, чтобы в каждой комнате было столь же тепло, как и в соседних комнатах.

В этих расчетах мы не учитываем тепловые потери, которые присутствуют в отапливаемых помещениях. Их нужно задействовать в процессе расчета мощности конвекторов по площади. Вот наиболее важные коэффициенты:

• Отсутствие утепленных стен – применяется коэффициент 1,1;
• Однослойные стеклопакеты – применяется коэффициент 0,9;
• Две внешние стены (угловая комната) – используем коэффициент 1,2;
• Высота потолков от 2,8 до 3 метров – используем коэффициент 1,05.

В наиболее точных расчетах мощности учитываются роза ветров, соотношение площади окон к площади полов, наличие входной двери и т. д. То есть, необходимая мощность может оказаться выше заданного значения – если в помещениях установлены однослойные стеклопакеты, следует увеличить мощность оборудования на 10% (не считая других возможных утечек).

Таблица расчета мощности конвекторов с учетом теплоизоляции помещения.

Выполнив точный и грамотный расчет, вы сможете создать на основе конвекторов эффективную систему отопления.

Разница температур

Если вы плохо воспринимаете ощущение температуры воздуха, то этот минус будет для вас не самым критичным. Но если вы ощущаете изменения температуры буквально на градус, то схема с конвекторными обогревателями вам не понравится – между верхней и нижней частью помещения будет наблюдаться большая разница температур, что является явным минусом. Ощущение от разницы самое простое – у людей мерзнут ноги.

Мы советуем приобретать конвекторные обогреватели, выпускные отверстия у которых располагаются на передней стенке, а не в верхнем торце – они обеспечивают более равномерный обогрев.

Низкая скорость нагрева

Электроконвекторы с вентилятором прогревают помещение намного быстрее.

Ощутимый минус, но он будет заметен только в периоды запуска и при изменении температуры на регуляторах – конвекторные обогреватели обеспечивают медленный прогрев. Но с этим минусом можно бороться – для этого достаточно приобрести конвекторы со встроенными вентиляторами принудительной конвекции. Вентиляторы являются отключаемыми, поэтому дискомфорта в ночное время ощущаться не будет.

Низкая эффективность при высоких потолках

Не самый яркий минус, так как в большинстве домов высота потолков составляет до трех метров, и реже – 3 метра. При более высоких потолках конвекторы теряют свою эффективность – слишком высока разница температур между верхом и низом, наблюдается затрудненная конвекция. В таких помещениях лучше всего использовать инфракрасные приборы повышенной мощности. Что касается конвекторов, то их покупка будет пустой тратой денег.

Конвекторы пылят

Модели с встроенным фильтром пылят меньше, но и их нужно периодически чистить.

Если вы устанавливаете в своем доме конвекторные обогреватели, будьте готовы к перемещающейся по помещениям пыли. Для здоровых людей это не критично, но от пыли лучше избавляться. Что касается аллергиков и маленьких детей, то для них пыльная атмосфера вредна. Если вы решились на обогрев конвекторами, не пренебрегайте регулярной влажной уборкой и удалением пыли из оборудования

Также можно обратить внимание на модели со встроенными пылевыми фильтрами

Прочие минусы

В заключение рассмотрим еще несколько небольших минусов:

• При работе конвекторных обогревателей образуются слабые сквозняки – их замечают некоторые чувствительные люди;
• Конвекторы могут потрескивать – это эффект теплового расширения материалов, но он заметен не во всех приборах;
• Возможно появление неприятного запаха – чаще всего он заметен при первом включении. Если запах слышен постоянно, проблема кроется в дешевизне материалов, из которых собрана техника – не экономьте на отоплении.

Настенный электрический конвектор отопления

Среди многообразия современных отопительных приборов электрический настенный конвектор — оптимальный вариант. Он занимает минимум места и экономит пространство в помещении.

Фото 1. Настенный электрический конвектор для обогрева помещения. Рядом с устройством расположена розетка для его подключения к сети.

Конструкция и принцип работы

Конструкция прибора простая. Он состоит из следующих деталей:

• металлический корпус с решёткой в нижней части и выпускными шторками в верхней;
• закрытый нагревательный элемент (ТЭН);
• датчик температуры воздуха;
• терморегулятор;
• кнопка включения.

Важно! Современные модели дополнительно оснащены защитой от перегрева в виде специального датчика, отключающего прибор. Внешне настенный электрический конвектор напоминает привычный радиатор отопления

Работа конвектора основана на естественной циркуляции воздушных потоков. Холодный воздух поступает в корпус прибора через нижнюю решётку, прогревается, становясь легче, затем, под воздействием сил гравитации вытесняется новой порцией холодного воздуха и выходит наружу через верхние направляющие шторки. Смешиваясь с воздушными массами, охлаждается и вновь поступает в корпус конвертора

Внешне настенный электрический конвектор напоминает привычный радиатор отопления. Работа конвектора основана на естественной циркуляции воздушных потоков. Холодный воздух поступает в корпус прибора через нижнюю решётку, прогревается, становясь легче, затем, под воздействием сил гравитации вытесняется новой порцией холодного воздуха и выходит наружу через верхние направляющие шторки. Смешиваясь с воздушными массами, охлаждается и вновь поступает в корпус конвертора.

Процесс происходит непрерывно, в результате помещение равномерно прогревается. За регулирование уровня температуры в комнате отвечает встроенный в конвектор термостат. Его функция — отключение прибора по достижении заданной температуры и включение при её понижении.

Достоинства и недостатки

Электрический конвектор обеспечивает основной и дополнительный прогрев воздуха. По сравнению с традиционными способами организации отопления он имеет ряд преимуществ:

• Эффективность в сочетании с бесшумностью. По скорости прогрева конвектор уступает тепловентиляторам. Однако использует при этом меньше энергии и работает тихо, с едва слышными щелчками.
• Мягкий прогрев воздуха без пересушивания.

• Компактность.
• Простой, самостоятельный монтаж и удобная эксплуатация.
• Отсутствие необходимости специального обслуживания и согласования установки.
• Эргономичный дизайн. Конвекторы удачно вписываются в интерьер любого помещения.
• Доступная цена.

Недостатки:

• Снижение КПД по мере эксплуатации.
• Необходимость частых влажных уборок помещения для устранения циркулирующей в воздухе пыли. Это обстоятельство стоит учитывать людям, склонным к аллергиям и страдающим заболеваниями дыхательной системы.
• Невысокая эффективность на больших площадях.

Правила установки

Для установки конвектора требуется минимум пространства, поэтому размещать его можно в любой части помещения. Но при монтаже главное — соблюдение рекомендаций для обеспечения эффективной работы и нормальной циркуляции воздуха:

• высота от пола — 20 см.;
• зазор от стены — 20—25 мм.;
• расстояние от боковых предметов — не менее 50 см.;
• зазор сверху и спереди — не менее 50 см.;
• расстояние до розетки — не менее 30 см.;
• электропроводка, выдерживающая напряжение минимум 3,5 кВт.

Как можно сэкономить?

Полностью отказаться от благ современной жизни, конечно же, неразумно, но в целях экономии можно обратить внимание на энергосберегающие холодильники, ведь этот прибор будет работать круглый год вне зависимости от погодных условий. Если подсчитать, сколько энергии потребляет телевизор и компьютер в месяц, можно вполне повлиять на эту сумму, выбирая один работающий прибор. Часто включенный монитор работает целый день без пользы, а работающий телевизор становиться фоном, под который мы выполняем повседневные дела

Избавиться от таких привычек непросто, но уже через месяц это даст результат в виде уменьшенного счета за электроэнергию

Часто включенный монитор работает целый день без пользы, а работающий телевизор становиться фоном, под который мы выполняем повседневные дела. Избавиться от таких привычек непросто, но уже через месяц это даст результат в виде уменьшенного счета за электроэнергию.

Другие методы экономии электричества:

Заменить все приборы освещения новыми энергосберегающими или светодиодными лампами. Первоначальное вложение сторицей окупиться нешуточной экономией и продолжительным сроком службы. Если вы часто пользуетесь электрочайником, всегда наливайте воды ровно столько, сколько необходимо, а не про запас. Энергосберегающих чайников, к сожалению, пока не придумали, а вот откорректировать режим использования вполне в ваших силах. Переведите компьютер в комфортный режим ожидания. В этом случае он выключается автоматически, если проходит определенное время в бездействии

При включении он соответственно затратит меньше энергии, что также немаловажно. Вовремя размораживать холодильник и морозильную камеру — также часть семейной экономии

При образовании значительного количества льда на стенках увеличивается расход электроэнергии, поэтому обязательно устраняйте этот фактор. Использование теплоотражающих экранов поможет сделать работу обогревателей и конвекторов эффективней. Замена проводки и организация местного освещения на кухне или в зоне отдыха также позволит существенно снизить затраты. Использование переходников и удлинителей увеличивает расход энергии. Приобретая новые электроприборы, лучше отдавать предпочтение экономному классу потребления

Основные позиции приведены в таблице.

Одним из нераспространенных способов экономии электроэнергии считается установка многотарифных счетчиков. Это позволит включать некоторые приборы в ночное время, когда электроэнергия будет стоить дешевле. Такая практика отлично себя показала в зарубежных странах, но к сожалению, пока не прижилась у нас.

Полностью отказаться от использования электрических приборов, наверное, нельзя в современном мире. Даже газовый котел и отопительный конвектор должны потреблять определенное количество энергии для своего функционирования. Если же речь идет о сварочном аппарате, бойлере или кондиционере, расход значительный даже при непродолжительном использовании. Несмотря на это, потребитель покупает все больше разнообразных электроприборов, поэтому нелишним будет узнать главного «виновника» счетов за электричество, а также проверенные методы разумной экономии, которые помогут сделать затраты меньше.

Расчет требуемой мощности конвектора

Для подробного подсчета тепловой мощности применяются профессиональные методики. Они основаны на расчете количества тепловых потерь через ограждающие конструкции и соответственной компенсации их тепловой мощностью отопления. Методики реализуются как вручную, так и в программном формате.

Для расчета тепловой мощности конвекторов также применяется методика укрупненного расчета (при нежелании обращаться к проектировщикам). Мощность конвекторов можно посчитать по размеру отапливаемой площади и объему помещения.

Обобщенный норматив на отопление встроенного помещения с одной наружной стеной, высотой потолка до 2,7 метра и одинарным остеклением окна составляет 100 Вт теплоты на один квадратный метр отапливаемой площади.

В случае углового расположения помещения и наличия двух наружных стен применяется поправочный коэффициент 1.1, увеличивающий расчетную тепловую мощность на 10%. При высококачественной тепловой изоляции, тройного оконного остекления расчетную мощность умножают на коэффициент 0,8.

Таким образом, расчет тепловой мощности конвектора вычисляется по площади помещения – для отопления помещения площадью 20 кв.м со стандартными показателями тепловых потерь потребуется прибор с мощностью не менее 2,0 кВт. При угловом расположении этого помещения мощность составит величину от 2,2 кВт. В качественно утепленной комнате равной площади можно установить конвектор мощностью около 1,6 – 1,7 кВт. Эти расчеты верны для помещений с высотой потолка до 2,7 метра.

В помещения с большей высотой потолка применяется способ расчета по объему. Вычисляется объем помещения (произведение площади на высоту помещения), расчетная величина умножается на коэффициент 0,04. При перемножении получают тепловую мощность отопления.

Использование конвекторов в больших помещениях

По этому методу помещение площадью 20 кв.м и высотой 2,7 метра требует 2,16 кВт теплоты на отопление, то же помещение с высотой потолка в три метра – 2,4 кВт. При больших объемах помещений и значительной высоте потолка расчетная мощность по площади может увеличиваться до 30%.

Устройство электрических конвекторов отопления

Устройство электроконвектора простое:

• корпус, в котором есть отверстия для забора и выпуска воздуха;
• нагревательный элемент;
• датчики и устройство управления и контроля.

Корпус — термостойкий пластик. По форме может быть плоским или выпуклым, прямоугольным или квадратным. В корпусе есть отверстия снизу — в них засасывается холодный воздух. В верхней части корпуса также имеются отверстия. Из них выходит нагретый воздух. Перемещение воздуха происходит без остановки, так и прогревается помещение.

Устройство конвекторного обогревателя

Нагревательный элемент электрического конвектора — вот на что надо обращать внимание при выборе. От типа нагревателя зависит срок службы оборудования и кондиции воздуха

Типы нагревательных элементов для электроконвекторов

Нагревательные элементы в электрические конвекторы отопления ставят трех типов:

• Игольчатые. Это лента из диэлектрика, в которую вмонтированы петли-иголки из сплава хрома и никеля. Поверхность нагревателя залита слоем защитного лака. Петли торчат с двух сторон, нагреваются очень быстро, так же быстро остывают и это плюс таких обогревателей — легко поддерживать заданную температуру. Второй положительный момент — низкая стоимость. Электроконвекторы с нагревателями игольчатого типа стоят на треть дешевле. недостатки — нельзя использовать при повышенной влажности, хрупкость игл приводит к тому, что такой греющий элемент быстро выходит из строя.

Игольчатый нагреватель для электрического конвектора

ТЭН с оребрением для быстрого нагрева водуха

Лучшими считаются электрические конвекторы отопления с монолитными нагревателями, но они же самые дорогие. С использованием ТЭНов — чуть дешевле.

Типы термостатов и управления

Электрические конвекторы отопления управляться могут при помощи механического термостата или электроники. Наиболее дешевые конвекторные электронагреватели имеют термостат, который при достижении заданной температуры разрывает цепь питания нагревательного элемента. При остывании, контакт появляется снова, нагреватель включается в работу. Устройства такого типа не могут поддерживать постоянную температуру в помещении — термостат срабатывает от нагрева контактной пластины, а не от температуры воздуха. Но они просты и довольно надежны.

Механический термостат на электрических конвекторах отопления Nobo

Электронное управление задействует несколько датчиков, которые отслеживают состояние воздуха в помещении, степень нагрева самого прибора. Данные обрабатываются микропроцессором, который корректирует работу нагревателя. Желаемый режим задается с панели управления, расположенной на корпусе, а есть еще модели с пультом управления. Можно найти программируемые модели, позволяющие задать режим отопления на целую неделю — пока дома никого нет выставить поддерживать около +10°C или ниже и экономить на счетах, к приходу людей, помещение прогреть до комфортной температуры. Есть вообще «умные» модели, которые можно интегрировать в систему «умный дом» и управлять ими с компьютера.

Устройство и принцип работы конвекторного обогревателя

В основу принципа работы конвектора положено явление конвекции — циркуляционного движения воздушных масс при обтекании нагретых поверхностей. Энергоэффективные, безопасные и простые в монтаже, учитывающие новинки дизайна и технологий, эти приборы служат альтернативой традиционным отопительным котлам с громоздкими трубами.

Теплопередачей называется физический процесс перехода тепловой энергии от более горячего тела к менее горячему. Это совершается при непосредственном контакте или через разделительную перегородку и является следствием второго закона термодинамики. Когда объекты одной системы имеют разную степень нагрева, они самопроизвольно обмениваются теплом и стремятся к термодинамическому равновесию. Такая передача энергии осуществляется несколькими способами:

1. 1. Теплопроводность. Происходит при непосредственном соприкосновении неподвижных предметов. Бытовое применение — электрические плиты. В основе процесса лежит броуновское тепловое движение частиц жидкости или газа. Наибольшую теплопроводность имеют металлы, потом следуют жидкости и газы. Чем дальше молекулы вещества отстоят друг от друга, тем хуже они передают энергию.
2. 2. Лучистый теплообмен. Является формой электромагнитного возмущения и происходит за счёт внутренней энергии, испускаемой нагретым объектом. Используется в инфракрасных обогревателях. Когда излучение от тела-источника достигает других поверхностей, происходит его частичное поглощение. Тепловое излучение превращается во внутреннюю энергию предметов, и они нагреваются. Чем выше будет температура, тем активнее процесс поглощения. Отличительной чертой служит то, что греются лишь предметы, на которые попадают лучи, а воздух остаётся холодным.
3. 3. Конвекция. Применяется для нужд отопления и отличается высоким КПД. Внутренняя энергия неравномерно нагретого вещества самопроизвольно передаётся в виде струй или потоков. Нижние слои согреваются, делаясь более лёгкими, и всплывают, а верхние — остывают, становясь тяжелее, и опускаются, а процесс повторяется многократно.

Конвектор, благодаря небольшой толщине и настенной установке, позволяет экономить свободное пространство помещений. Корпус такого прибора всегда остаётся чуть тёплым, в отличие от масляных аналогов, функционирующих на основе явления теплопередачи нагревающимся кожухом.

Существует множество модификаций конвекторных обогревателей. Они представляют собой плоские панели с большой боковой поверхностью и малой толщиной. Различные варианты окраски корпуса (оттенки серого и белого цвета, дизайнерские находки вариаций угольно-чёрного) способствуют тому, что прибор вписывается в любой интерьер.

Конвекторы могут отличаться по дизайну, габаритам, конфигурации, способам монтажа, но главным является тип источника тепла. Все приборы относятся к трём основным группам:

1. 1. Водяные. Подключаются к магистралям отопления, куда горячая вода поставляется с ТЭЦ или котельной. Внутри конвектора находится медная труба с пластинами из меди, латуни или алюминия, и чем больше расстояние между рёбрами — тем выше теплоотдача. Труба упакована в защитный кожух, закрытый специальной решёткой. Для регулировки температуры водяной конвектор имеет клапан и термостат, для удаления воздуха — клапан. Выпускаются в настенном, напольном и внутрипольном встраиваемом варианте. Существует исполнение в виде тёплого плинтуса или дополнительное усиление конвекции вентилятором.
2. 2. Газовые. В качестве источника энергии используется природный или сжиженный газ. Под съёмным кожухом находятся: горелка, камера сгорания, теплообменник. Для установки потребуется коаксиальный дымоход, выводимый наружу через заднюю панель конвектора. Он производит забор свежего воздуха, поддерживающего горение, и удаление отработанных газов. Отсутствует необходимость подачи воды, что удобно в местах временного пребывания.
3. 3. Электрические. Наиболее распространённый вариант отличается простотой установки и обслуживания. Конвекторы имеют электрический нагревательный элемент, а их КПД достигает 95%. Практически вся полученная энергия сразу поступает в помещение.

Утверждение о том, что обогреватели сжигают кислород, не распространяется на электрический конвектор. Низкая рабочая температура корпуса позволяет устанавливать приборы практически в любых местах, в т. ч. рядом с пожароопасными деревянными стенами.