Классификация нагревательных элементов

По причине масштабного развития промышленной индустрии электрические нагревательные элементы стали очень востребованными и незаменимыми в работе оборудования для обработки различных материалов требующих высоких температурных воздействий. Корпус нагревательных приборов может быть выполнен из самых различных термостойких сплавов. Сопротивление материала обеспечивается нагревом токопроводящего элемента при прохождении по нему электричества.

Зависимо от конструкции самого нагревателя и требований к его работе существует несколько типов электронагревательных элементов:

Нагреватели с открытой спиралью

Открытые нагреватели представлены в виде спирального нагревательного элемента, который размещают в специальные изоляционные канавки или подвешивают с помощью кронштейнов. Тепловая подача от таких нагревателей производится за счет излучения либо конвекции. Данные нагреватели имеют простую схему, быстро вырабатывают необходимое тепло, недорогие и их просто ремонтировать. Главными недостатками есть их невысокая электробезопасность, незащищенность от механических повреждений и возможные замыкания.

проволочные нагреватели и пр.

Негерметичные нагреватели

Негерметичные нагреватели относятся к одному из подвидов нагревательных устройств закрытого типа. В конструкцию таких устройств входят нагревательные элементы в виде ленты либо спирали, которые защищены изоляционными материалами, предотвращающими непосредственный контакт элемента нагрева с нагреваемым объектом, но не предотвращающих контакт с воздухом. Зачастую в качестве изоляторов применяют керамические бусы. Конструкция таких приборов считается несложной, но не отличается особой прочностью. Негерметичные элементы нагрева, работающие за счет нихромовой или фехральной спиральной проволоки размещают в специальные кожухи из металла. Это уже совсем другой вид конструкции негерметичного нагревателя. Кожух наполняют изоляционным порошкообразным веществом. Такой вариант нагревателя является более надежным в эксплуатации, но дольше прогревается.

Негерметичнымии нагревателями также можно назвать:

Герметичные нагреватели

Герметичные нагреватели закрытого типа способны вырабатывать тепловую энергию разными способами: конвекцией, излучением и теплопроводностью. К данной категории устройств относятся ТЭНы. Конструкция ТЭНа состоит из тоненькой металлической оболочки трубчатого типа со спиралью из проволоки, обладающей высоким сопротивлением. Во внутренней части оболочки находится изоляционный материал. В стержни обеспечивающие контакт вмонтированы клеммы.

Также к герметичным нагревателям относятся:

Преимуществом данной категории устройств по нагреву есть их высокая электрическая безопасность, длительный период службы, возможность использования в различных средах (даже самых агрессивных).

Выбирая нагреватель, следует ориентироваться на такие показатели как место монтажа, желаемая температурная величина нагрева, среда применения, скорость нагрева и ряд индивидуальных факторов работы. В некоторых производствах требуется высокотемпературный быстрый нагрев, в других длительная непрерывная тепловая подача. Поэтому определяясь с выбором электронагревателя, в первую очередь обращайте внимание не на стоимость устройства, а на требования к нему. В противном случае пытаясь сэкономить Вы, подвергаете себя еще большим растратам. Неправильно подобранный прибор будет систематически выходить из строя.

Источник

Классификация электронагревательных установок

Получение теплоты на базе электроэнергии возможно по двум принципиально разным схемам:

В зависимости от класса нагреваемых материалов (проводники, полупроводники, диэлектрики) и способов возбуждения в них электрического тока или поля различают следующие способы электрического нагрева: сопротивлением (резистивный), электродуговой, индукционный, диэлектрический, электронный, световой (лазерный).

Каждый из способов электрического нагрева может быть прямым или косвенным.

При прямом нагреве электроэнергия преобразуется в тепловую в самой нагреваемой среде (теле), в которой возбуждается электрический ток (те или иные формы движения заряженных частиц).

Схема косвенного преобразования электрической энергии в тепловую реализуется в электротепловых насосах и трансформаторах теплоты. Пока она распространена мало, но имеет очень большие перспективы развития.

Для электрического нагрева различных сред и материалов используют электротермическое оборудование, включающее различные электрические обогреватели и электронагревательные установки.

Электронагревательные установки классифицируют по способу электрического нагрева (сопротивления, электродуговые, индукционные, диэлектрические и т.д.), назначению (электрические печи, котлы, водонагреватели и др.), принципу нагрева (прямого и косвенного), принципу работы (периодического и непрерывного действия), частоте тока, способу теплопередачи от нагревателей к нагреваемой среде, рабочей температуры (низко, средне, высокотемпературные), питающему напряжению (низковольтные, высоковольтные).

Подробнее об основных методах и способах преобразования электрической энергии в тепловую читайте здесь: Способы электрического нагрева

Получение горячей воды и пара — одно из наиболее распространенных применений электрической энергии в производстве и сельском хозяйстве, особенно в животноводстве. Не загрязняя воздуха и помещения продуктами и отходами сгорания, электронагрев в наибольшей степени отвечает зоотехническим и санитарно-гигиеническим требованиям. Во многих случаях это и наиболее экономичный способ получения горячей воды и пара, не требующий затрат на транспортировку топлива, строительство и эксплуатацию котельных.

Промышленность выпускает разнообразное оборудование для нагрева воды и получения пара, которое в условиях эксплуатации постоянно готово к действию, требует минимальных затрат на обслуживание.

Электрические водонагреватели и электрокотлы классифицируют по способу нагрева, принципу нагрева (прямой, косвенный), принципу действия (периодического, непрерывного), рабочей температуре, давлению, напряжению питания.

Водонагреватели работают обычно под атмосферным давлением и предназначены для получения горячей воды с температурой до 95 °С. Водогрейные котлы работают под избыточным давлением (до 0,6 МПа) и позволяют получать воду с температурой выше 100 °С. Электрические паровые котлы производят насыщенный пар давлением до 0,6 МПа.

Элементные водонагреватели работают по принципу косвенного электронагрева воды при помощи ТЭНов. Они обладают достаточной электробезопасностью в обслуживании и широко применяются для нагрева воды непосредственно в местах ее потребления.

Электродные водонагреватели работают по принципу прямого нагрева: вода нагревается протекающим по ней электрическим током, подводимым при помощи электродов. Электродные системы (электродные нагреватели) по сравнению с ТЭНами более просты, дешевы и долговечны.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Классификация нагревателей по исполнению

Под каждый тип промышленного оборудования используются определенные виды нагревателей. Конструкция машины и требования к температуре нагрева определяют вид нагревательного прибора. Корпуса нагревателей могут изготавливаться из различных материалов, которые обладают термической стойкостью и высокой тепловой проводимостью. Сопротивление нагревателя обеспечивает токопроводящий элемент, по которому после подключения к сети проходит электричество.

Конструкция нагревательного прибора и рабочие характеристики определяют тип электронагревателя. На сегодняшний день в промышленности и быте используют:

Открытые нагреватели (нагревающая спираль);

Нагреватели с герметичной конструкцией.

Открытые нагреватели

Открытые нагреватели не имеют корпуса и состоят из резистивной спиральной проволоки. Помещают их в специально отведенные канавки оборудования с изоляцией. Крепление осуществляется с помощью кронштейнов. Теплоотдача происходит конвекционным путем или методом излучения. Выработка тепла после подключения осуществляется достаточно быстро, схема нагревательного элемента не выделяется особой сложностью и по цене они недорогие. Немаловажным преимуществом есть то, что открытые нагреватели легко ремонтировать. Но, стоит отметить, что они не безопасны в эксплуатации и не имеют защиты от замыканий и механических ударов.

К открытым нагревателям относятся:

Негерметичные нагреватели

Устройство негерметичного нагревателя имеет изоляционную защиту. Относятся такие нагреватели к подвиду закрытых элементов. В качестве теплового проводника применены резистивные ленты или спирали. В качестве изолятора зачастую используют бусы из керамики. Бусы защищают нагревательный элемент от соприкосновений с объектом, поддающимся нагреванию, но не обеспечивают защиту от контакта с воздухом. Данная конструкция нагревателя не выделяется сложностью при сборке, но является надежной в эксплуатации. Существуют негерметичные нагреватели, которые размещают в кожухи из металла наполненные порошковым изолятором. Это более надежный вариант негерметичного нагревателя, но он дольше выходит на заданные температуры.

К негерметичным нагревателям относятся:

Герметичные нагреватели

Герметичные электронагреватели имеют полностью закрытую конструкцию и могут подавать температуры разными способами: конвекционным; теплопроводным, излучением. В таком варианте изготавливают трубчатые элементы нагрева (ТЭН). В их состав входят нагревательная спираль, корпус из тонкого металла и изоляционный наполнитель. Изоляцией наполняют пространство между резистивной спиралью и оболочкой нагревателя. Для контакта в стержни встроены клеммы.

В герметичном варианте производят следующие устройства нагрева:

Герметичные нагреватели применяют на многих промышленных установках, так как они обладают высокой безопасностью, служат длительный период, хорошо справляются с высокотемпературным беспрерывным рабочим процессом и могут применяться в агрессивной среде.

Несмотря на положительные качества одних нагревателей и недостатки других все они предназначены для выполнения определенных функций. В то время как герметичные нагреватели способны качественно выполнять свои задачи в агрессивных средах, некоторые элементы нагрева открытого типа подают более высокотемпературный нагрев. Если устройство нагрева используется не по своим техническим возможностям, оно будет часто выходить из строя. Выбирая нагреватель, опирайтесь на условия его установки, значения температурной подачи, скорость набора температуры и индивидуальные факторы работы.

Заказать любой тип электронагревателя по индивидуальному чертежу от компании «Полимернагрев» можно прямо сейчас воспользовавшись контактной информацией на сайте. Вся изготавливаемая нами продукция соответствует европейским стандартам и адаптирована под отечественного потребителя.

Источник

По каким параметрам классифицируют нагревательные устройства

Нагревательные устройства являются оборудованием, от правильной работы которого в значительной степени зависит качество изготовляемых деталей и производительность труда.

В кузнечном производстве применяют различные по конструкции и принципу действия типы нагревательных устройств, выбор которых зависит от вида производства (единичное или массовое), размеров и формы нагреваемых заготовок и типа сплава.

По конструктивным признакам нагревательные устройства подразделяют на устройства с периодической и на устройства с непрерывной загрузкой и выгрузкой заготовок. В первых, называемых камерными, заготовки загружаются и выгружаются из нагревательного устройства через одно и то же окно, а в процессе нагрева они остаются неподвижными. Второй тип нагревательных устройств характеризуется тем, что заготовки загружаются через загрузочное окно, перемещаются в процессе нагрева и выдаются для обработки через окно выгрузки. Такое нагревательное устройство называется методическим или проходным нагревательным устройством.

Несмотря на то, что электрические печи и нагревательные устройства имеют ряд преимуществ перед пламенными печами, последние чаще применяются в кузнечном производстве, особенно в единичном и мелкосерийном производстве. Объясняется это тем, что стоимость и время нагрева в электропечах больше, чем в газовых, а электронагревательные устройства нецелесообразно применять в единичном производстве.

Ниже рассматриваются конструкции, принцип действия и область применения различных нагревательных устройств, применяемых в кузнечном производстве.

Источник

Что такое нагревательный элемент, и какие виды существуют?

Конструкция и виды электронагревателей

Под каждый вид оборудования и необходимые температурные значения разработан свой тип электронагревателя. Разное исполнение нагревателей позволяет их применять абсолютно во всех сферах деятельности, где необходим электронагрев. Основным условием производства элементов нагрева является высокая термоустойчивость, тепловая отдача и надежность. Оболочки нагревателей изготавливают из сплавов с определенной температурной стойкостью, а сопротивление прибора обеспечивает элемент проводящий ток после подключения устройства к сети.
В промышленности и в быте используют три основных категории нагревателей: открытые, закрытые и герметичные. Каждая из категорий разделяется на разные виды нагревательных устройств, которые предназначаются для нагрева определенных зон оборудования в разной окружающей среде.

Открытые спиральные нагреватели

Элементы нагрева открытого типа представляют собой открытую резистивную спираль, по которой проходит электрическая энергия, перерабатывающаяся в тепло. Контакт с объектом нагрева непосредственный. Конструкция такого устройства очень проста, а функциональность находится на достаточно высоком уровне. Для обеспечения безопасного использования и эффективной выработки тепла открытый нагреватель устанавливают в специально отведенные канавки в оборудовании. Фиксация его происходит с помощью кронштейнов. Отдача тепла может осуществляться конвекционным методом или излучением. Но, все же отнести к электробезопасным устройствам открытый нагреватель нельзя, при его эксплуатации необходимо строго придерживаться технических правил, что и относится к недостаткам нагревателей данного типа. Также они механически не ударопрочные, и при их использовании возможны частые замыкания.

К открытым спиральным нагревателям относят:

• Трубчатые элементы нагрва для печей отжига;

• Нагреватели на основе открытой проволоки и т.т

Негерметичные нагревательные элементы

Это один из подвидов закрытых нагревателей, не выделяющийся герметичными свойствами. Элементом нагрева может выступать лента либо спираль высокого сопротивления. Защиту от контакта с нагреваемым объектом обеспечивает изоляционный материал. Но, такой изолятор не исключает контакт резистивного элемента с воздушной средой. Конструкция нагревателя не сложная и ее не можно отнести к высокопрочной. В качестве изолирующих элементов зачастую используют бусины из керамики.

Иногда для повышения прочности такой нагреватель помещают в металлический кожух, но это уже совсем другой тип закрытых элементов нагрева. Пространство между кожухом и нихромом/фехралью заполняют изоляционным порошком, повышая, таким образом, надежность нагревательного устройства. Стоит отметить, что в такой сборке негерметичный нагреватель будет набирать температуру дольше обычного.

К негерметичным электронагревателям относят:

Герметичные нагревательные устройства

Это только закрытые нагреватели, конструкция которых позволяет полностью исключить непосредственный контакт резистивного элемента с объектом нагрева и воздушной средой. Такой нагреватель можно использовать в самых разных агрессивных средах не боясь попадания на его оболочку расплавленных масс, которые перерабатывает оборудование. Выработка тепла может осуществляться одним из следующих способов: конвекцией, излучением и теплопроводностью. В качестве корпуса у таких нагревателей используют тонкостенные трубчатые металлы. Элементом, перерабатывающим электроэнергию в тепло, выступает резистивная проволока, намотанная по спиральному типу. Внутри корпуса пространство заполнено изолирующим порошковым наполнителем. Контакт обеспечивают установленные клеммы.

К герметичным нагревателям относят:

• Литые алюминиевые нагреватели (в исполнении плоских и хомутовых элементов);

Неотъемлемым преимуществом герметичных нагревателей есть высокая электробезопасность, длительные сроки эксплуатации и возможность эффективной работы в различных по составу средах.

Каждый вид нагревателя предназначается для работы в определенной среде. Также каждая категория элементов нагрева способна вырабатывать определенный диапазон температур. Основными правилами выбора электронагревателей есть не только эти критерии, а и индивидуальные требования к монтажу, длительности беспрерывной работы и техническим параметрам нагрева.

Кварцевые и галогенные излучатели

Являются запаянной вакуумной трубкой, сделанной из кварцевого стекла. Внутри находится спираль, сделанная из металла, обладающего высоким сопротивлением. По сути, это галогенные лампы, у которых внутри вольфрамовая спираль. В зависимости от конструкции излучатели делят на два вида:

В первых спираль выполнена в звездчатой форме. Во втором внутри кварцевой трубки расположена нить накала. Но почему были созданы различные конструкции? Дело в том, что галогенные излучатели, у которых поддерживается нить накала, могут нагреваться до температуры 2600 градусов. Данные элементы являются обладателями высокой мощности и имеют очень незначительное время реагирования. Где эти преимущества нашли применение? Они необходимы в кратких циклических процессах, в которых, тем не менее, необходима высокая удельная мощность, которую может дать указанный нагревательный элемент.

Нагревательный элемент для конвектора — что это такое

Под ТЭНом подразумевается малогабаритное устройство, которое встраивается в нижнюю часть корпуса радиатора. Принцип действия прибора основан на преобразовании электрической энергии в тепловую. Так как расходный ресурс относительно дорогой, такие конвекторы чаще применяются в качестве дополнительного обогрева воздуха.

Все нагревательные элементы условно подразделяются на 2 группы. Устройство открытого типа характеризуется степенью электрозащищенности с маркировкой IP21. Управление осуществляется посредством механического термостата. Прибор закрытого типа оснащен электронным терморегулятором, запрограммированным на конкретные или настраиваемые значения температур. Для конвекторов с подобным оборудованием свойственны экономичное потребление энергии и защищенность на уровне IP24.

Керамические инфракрасные излучатели

Являются обычными ТЭНами, которые размещены в керамическом корпусе. Теплом нагревается оболочка, а потом уже и внешняя среда. Благодаря значительной площади, которую имеет керамический нагревательный элемент, обогрев помещений осуществляется в ускоренном режиме (в сравнении с ТЭНом). Также их из-за размеров часто называют панельными инфракрасными нагревателями. Они могут быть вогнутыми, плоскими или выпуклыми. Рабочая температура, которую имеет керамический нагревательный элемент, колеблется обычно в диапазоне 700-750 градусов. Их параметры могут быть подобраны на все случаи. Существуют отдельные экземпляры, которые могут похвастаться значительными параметрами: так, открытый тип предназначен для быстрого обогрева помещения и может разогреваться до 900 градусов выше нуля!

Типы электрических нагревателей

Конструктивно нагревательные элементы представлены в разном исполнении. Соответственно от того, какой именно встроен ТЭН, принцип действия и технические характеристики конвектора имеют свои отличительные черты, достоинства, недостатки. Перед выбором того или иного конвекторного радиатора важно заранее ознакомиться с этими аспектами.

Stitch (Стич)

Название нагревательного элемента в переводе с английского языка означает шить или стегать. В России чаще встречается понятие игольчатый ТЭН. Конструктивно прибор представлен диэлектрической пластиной и непрерывной токопроводящей нитью накаливания. Она изготавливается из сплава никеля с хромом, покрывается изоляционным от кислорода термостойким лаком. Проволока образует множество петель по обе стороны плоского основания.

Производители, как правило, устанавливают 2 подобных нагревателя. Электрический конвектор с игольчатыми ТЭНами имеют следующие достоинства:

Из недостатков отмечается прямой контакт с кислородом, что способствует понижению показателя влажности в помещении. При попадании на раскаленную проволоку пыли существует риск образования искрения и возгорания. Тонкая нить накаливания характеризуется хрупкостью, поэтому радиаторы служат недолго.

Важно! Нагревательный элемент типа стич не имеют дополнительной защиты от прямого контакта с водой. Этот факт ограничивает область применения только сухими помещениями.

Элементы трубчатого типа представлены колбой из высокопрочной стали. Наполнителем емкости является мелкофракционный песок из кварца, керамики или магния. Чтобы смесь не высыпалась прибор оснащен заглушками. Нагревание минерального диэлектрика происходит посредством пропущенной внутри нихромовой нити.

Для увеличения диапазона охватываемого воздуха дополнительно к колбе закрепляются плоские или спиралевидные элементы из алюминия с высоким коэффициентом проводимости тепла. Оребрение каждый производитель разрабатывает по своей технологии. Однако теплоотдача конвекторов с трубчатым нагревателем различного исполнения практически одинакова.

Сравнительно с игольчатым ТЭНом нить накаливания у трубчатого элемента изолирована от пыли, влаги и кислорода. Это позволяет увеличить срок ее эксплуатации примерно в 1,5-2 раза. Использование радиатора во влажных помещениях допускается, так как чаще производители обеспечивают степень защиты с маркировкой IP24.

Важно! Несмотря на защиту от брызг конвекторы относительно источников воды рекомендуется ставить на расстоянии более 0,6-1 м.

Теплоотдача нагревательного элемента с оребрением происходит через несколько минут, которые уходят на передачу энергии минеральному наполнителю (то же самое можно сказать и про остывание). Прилегает алюминиевый рефлектор к основной рабочей части неплотно, поэтому происходит частичная потеря тепла. Из-за этого энергопотребление увеличивается. Металл во время теплового расширения и сужения нередко издает потрескивающий звук, так как процесс протекает неравномерно.

Монолитный

Нагреватель в сплошном исполнении исключает недостатки игольчатого и трубчатого типа. Причиной тому является расположение нити накаливания внутри цельнолитой конструкции силуминовой колбы с Х-образным оребрением. В качестве наполнителя чаще используется кварц.

Все достоинства радиатора обуславливает монолитный тип нагревателя и однородность металлической конструкции. В частности, отсутствует звуковое сопровождение, никель-хромовая проволока изолирована от окружающей среды и долго служит, потери тепла сведены к минимуму, на относительную влажность оборудования влияния не оказывает. Область применения ограничений относительно внутренних помещений практически не имеет. К недостаткам относится сравнительно высокая стоимость.

Виды электронагревательных приборов

Наиболее используемыми источниками тепла для теплоснабжения домов являются электричество, газ, уголь или дрова. Несмотря на техническую доступность каждого из них, применение того или иного обусловлено некоторыми факторами, такими как: экономическая целесообразность, место и периодичность использования, безопасность. В наше время первые два вида энергии из перечисленных пользуются наибольшей популярностью. Рассмотрим аспекты использования электроэнергии, а также виды электронагревательных приборов.

Преимущества и недостатки использования электроэнергии для целей отопления

Сразу нужно отметить, что использование электрических нагревательных приборов для отопления – не самый дешевый вариант, так как стоимость самого оборудования, а также издержки при эксплуатации слишком высоки. Поэтому его чаще всего рассматривают в качестве альтернативного, на случай перебоев с подачей газа или, если газификации вообще нет. В то же время, отопление дома с помощью электроприборов имеет и некоторые очевидные достоинства:

Таким образом, при всех своих недостатках, связанных, главным образом, с экономической составляющей вопроса, электроприборы обладают массой полезных качеств, которыми не могут похвастаться отопительные устройства, основанные на сжигании топлива.

По каким принципам осуществляется классификация электронагревательных приборов

Все современные электрические отопительные устройства классифицируются следующим образом.

По способу монтажа прибора:

По виду теплоносителя, который нагревается в приборе:

По типу нагревательного элемента (ТЭНа):

Стандартный трубчатый тип нагревательных элементов

Так выглядят оребренные ТЭНы

Блок электронагревателей, собранный в один узел

Оборудованный терморегулятором ТЭН

Все рассмотренные нагревательные элементы являются только главными деталями устройств, об особенностях которых читайте далее.

Воздушные конвекторы

Эти приборы выполняют в виде компактных переносных устройств, снабженных ножками или колесиками для установки на полу или стене. Рабочим элементом в них выступают оребренные ТЭНы, закрытые декоративным металлическим корпусом с прорезями для циркуляции воздуха. Их используют в квартирах или частных домах, главным образом, как дополнительные источники тепла.

Принцип действия таких приборов основывается на том, что холодный воздух, свободно или принудительно поступает в прибор и проходит через все нагревательные элементы (ТЭНы). Затем он, как и положено нагретым газам, поднимается вверх и проходит через специальную решетку. Конвекторы могут оборудоваться встроенными вентиляторами для принудительной циркуляции воздуха. Данные приборы не имеют никаких ограничений для применения.

Какой конвектор выбрать, на что обращать внимание

Определиться с тем, монолитный нагреватель, стич или тэн — что лучше выбрать, позволяет осведомленность относительно устройства, энергопотребления и теплоотдачи электрических элементов, обслуживания. В инструкции к применению конкретного продукта, производитель всегда указывает мощность оборудования, степень влагозащищенности, оснащение теми или иными приборами: регуляторы, датчики, таймеры, выключатели. В качестве дополнения устройство может быть оснащено ионизатором, увлажнителем воздуха, защитой от опрокидывания, блокировкой от детей и пультом дистанционного управления.

Мощность радиатора рассчитывается исходя из применения относительно основного или второстепенного источника тепла. Так, для постоянного использования конвектора в маленькой спальне достаточно 0,5 кВт/ч, для гостиной в 20 кв. метров хватит 1,5 кВт/ч, а для двух помещений понадобится не менее 3 кВт/ч. Для дополнительного обогрева расчеты делятся примерно на 1,7-2.

Рекомендации по выбору

В независимости от типа нагревательного элемента устанавливать конвектор нужно там, где воздух может свободно циркулировать. Если заставить радиатор мебелью и зашторить, то КПД заметно снизится. Достаточно придерживаться расстояния в 0,5 м.

Если выбор останавливается на недорогом игольчатом ТЭНе, то важно исключать скопление пыли. А также необходимо следить за относительной влажностью, так как открытая нить накаливания способствует высушиванию воздуха. Трубчатый элемент не всегда достаточно защищен от влаги, чтобы обогревать кухню или сантехническое помещение.

Классификация устройств

Нагревательный элемент – это часть механизма определенного устройства, которая используется для нагрева окружающей среды, конкретного прибора или вещества. Схема простого кипятильника имеет следующий вид:

Фото — схема кипятильника

Существуют такие типы деталей:

Открытые нагревательные микатермические элементы (СТИЧ) чаще всего выполняются из нихрома. Например, как портативные обогреватели или кипятильники. Нихромовая проволока накручивается сверху металлической рабочей поверхности. Иногда даже использовался ручной нагреватель, его легко можно было сделать своими руками, отрезок проволоки пропускался через деревянные держатели и подключался к питанию.

Фото — пример использования нихромой нити

Раньше у каждого электрика в своем запасе имелось порядочное количество мотков проволоки самых разных сечений. Благодаря простым расчетам, можно было быстро рассчитать, сколько и какую проволоку нужно накрутить для получения определенной мощности.

Фото — диаметр проволоки и требуемая мощность

Но у открытых нагревателей очень много недостатков:

Несмотря на то, что сделать такой бытовой кипятильник можно за считанные минуты, сейчас они используются крайне редко.

Фото — нагревательная пленка

На смену подобным средствам отопления пришел трубчатый нагревательный элемент или ТЭН, который сейчас используется для бойлера, стиральной машины, котлов и прочих приборов. ТЭН – это закрытая труба, в которой размещен контакт или термопара. Бывает два типа ТЭНов: мокрые и сухие. Мокрые соприкасаются с жидкостью, поэтому часто страдают от вредного воздействия воды на металл. Сухие же от неё ограждены специальной поверхностью, стеной. У них немного больше время нагрева воды, но за то гораздо продолжительнее срок службы. В среднем, мокрые нагреватели заменяются каждый год.

Эти приборы редко используются для отопления, но зато отлично справляются с функцией обогрева воды. Главной рабочей деталью является также нихромовая спираль, но она защищена трубкой. Соответственно, с ней не может быть никаких контактов. Свободное место в трубе заполняется определенными химическими составами, вследствие чего образуется плотная и закрытая трубка.

ТЭН сейчас часто оснащаются терморегулятором.

Герметичные нагреватели – это те же ТЭН, но они полностью закрыты от воздействия окружающей среды, не считая 2 контактов. Используются для нагрева воды, различных поверхностей и т. д. Керамический нагревательный элемент безопасен, быстро нагревается и хорошо держит температуру.

Фото — тэн для плиты

Также классифицировать нагревательные элементы можно по области использования, для духовки, электроплиты, конвектора и паяльника используются разные типы. Для духовой и варочной поверхности применяются гибкие спирали. Они могут покрывать большую площадь, при этом, не нарушая целостности электрической дуги. В духовке, аэрогриле и инкубаторе используются нагревательные элементы одного типа, но с разными параметрами мощности.

Виды нагревательных элементов для плит:

Чугунные нагреватели используются в самых простых плитах и духовках. Они могут располагаться в верхней части шкафа или нижней. Под чугунной плитой находится спираль из хрома, никеля и других проводящих сплавов, иногда, карбидокремниевые нагревательные элементы (КЭН). Благодаря такой конструкции, диск долго нагревается, но при этом медленно остывает.

High Light – это ленточный нагревательный инфракрасный элемент, часто такой карбоновый нагреватель на 12 вольт используется для подогрева инкубатора или небольшой комнаты как электроконвектор (Double-U-Force). Кольцевой ленточный обогреватель можно устанавливать для бытового конвектора, электропечей, духовок, тостеров Wasteland.

Галогеновый и кварцевый нагревательные элементы используются в большинстве современных электрических плит. Они известны высокой скоростью нагрева и остывания, это обеспечивает высокую температуру и безопасность устройства. Высокотемпературные спирали часто сравнивают с газовыми конфорками, потому что они быстро нагреваются и работают строго до выключения.

Фото — нагреватель из нихрома и трубки

Для совершенствования работы нагревательных приборов часто используются дополнительные элементы, например, для муфельной печи это электронагреватели отжига, а для бойлеров – специальные термослоя. Подобные толстопленочные обертки помогают сохранить температурный баланс на определенном уровне даже после выключения питания. Создается термос-эффект, без нагрева воздуха.

Использование электрической энергии для отопления

Наиболее распространенными источниками тепла для обогрева домов являются газ, электричество, уголь или дрова. Несмотря на доступность каждого, использование конкретного из них обусловлено рядом факторов, таких как: экономическая эффективность, место и интенсивность применения, безопасность. Понятно, что самыми востребованными являются первые два вида энергоресурсов.

Сразу следует отметить, что использование электронагревателей для отопления – не самый бюджетный вариант, так как стоимость оборудования, а также расходы при эксплуатации достаточно высоки. Поэтому его часто рассматривают, как альтернативный, когда случаются перебои с подачей газа или вообще нет возможности провести соответствующие коммуникации. Но такой способ обогрева все же имеет ряд неоспоримых достоинств, среди которых можно назвать:

Классификация электронагревательных приборов

Существующие на сегодняшний день отопительные устройства, работающие от электричества можно классифицировать следующим образом.

По способу установки (монтажа) прибора:

По виду нагреваемого теплоносителя:

По типу ТЭНа:

Рассмотрим вкратце наиболее популярные и востребованные виды электронагревателей.

Конвекторы

Представляют собой, как правило, компактные мобильные устройства, которые могут использоваться и в городских квартирах, и в загородных домах в качестве дополнительного или самостоятельного источника тепла. Конструктивно могут выполняться напольными или навесными.

Следует отметить, что многие модели конвекторов предусматривают оба варианта использования.

Рисунок 5 – Электрический конвектор

Принцип действия основан на том, что холодный воздух, поступая свободно или принудительно (за счет встроенных вентиляторов) в прибор и проходя через нагревательные элементы (ТЭНы), поднимается вверх и выходит через специальную решетку. В отличие от многих других видов электронагревателей не имеет никаких ограничений и особых условий для применения.

Как внешне, так и по принципу действия эти приборы подобны обычным батареям отопления и широко применяются в офисах, квартирах, частных домах. Эти приборы представляют собой металлический кожух, заполненный минеральным маслом, разогрев которого осуществляется с помощью ТЭНа.

Как правило, масляные радиаторы выполняются напольными, но могут различаться конструктивно: они бывают открытыми и закрытыми (в таких приборах ребра секций дополнительно закрываются экранами).

Рисунок 6 – Радиатор масляный открытого типа

Рисунок 7 – Радиатор масляный закрытого типа

Закрытые радиаторы в отличие от открытых более безопасны и эффективнее (за счет «каминного» эффекта внутри корпуса).

Источник