Rezistențe electrice pentru încălzire: tipuri, principiu de funcționare, reguli de alegere a echipamentului

Rezistențele electrice nu își schimbă construcția de zeci de ani și rămân solicitate în echipamentele de încălzire. Se modifică forma acestor dispozitive, materialele de construcție, dar principiul de funcționare și eficiența rămân neschimbate. Pentru o alegere corectă, sunt utile informațiile despre diferențe și caracteristici. Sunteți de acord?

Veți afla ce sunt și cum funcționează rezistențele electrice pentru încălzire. Am descris în detaliu varietățile elementelor de încălzire, am prezentat argumente indiscutabile pentru o alegere motivată a tipului optim. Ținând cont de recomandările noastre, veți achiziționa fără greșeală dispozitivul necesar.

Destinația rezistențelor electrice de încălzire

Rezistențele electrice au câștigat popularitate datorită versatilității și randamentului lor ridicat. Toată energia electrică consumată de acestea este utilizată direct – pentru încălzirea spațiului înconjurător.

Principalele aparate de încălzire în care se utilizează rezistențe electrice sunt:

1. Încălzitoare electrice portabile și fixe cu ulei.
2. Radiatoare de încălzire cu apă.
3. Prosoape electrice pentru baie.
4. Șeminee electrice.
5. Convectoare electrice.
6. Cazane electrice.

Echipamentul menționat poate fi utilizat ca sursă principală sau suplimentară de încălzire. Costă puțin, se montează ușor și nu necesită abilități speciale în exploatare.

Conectarea rezistenței electrice la un radiator de încălzire centrală din fontă se poate face după deconectarea coloanei comune. Un astfel de dispozitiv poate fi utilizat pentru încălzirea principală și suplimentară

Structura internă a încălzitoarelor electrice

Structura este convenabil de analizat pe exemplul unui model tubular. Încălzitorul electric reprezintă un tub ceramic sau metalic umplut cu conductor termic, cu o spirală în interior. La locul de fixare a tubului de flanșă se află bucșe izolatoare, care fac imposibil contactul spiralei conductoare cu carcasa rezistenței electrice.

În majoritatea modelelor de elemente termice se utilizează componente similare, însă durabilitatea acestora poate diferi în funcție de calitatea asamblării

Elementul de încălzire electric se fixează preponderent prin îmbinare cu flanșă, care permite etanșarea mediului intern al aparatului de încălzire față de spațiul exterior. Dezavantajul acestei construcții este imposibilitatea înlocuirii spiralei la arderea sa internă.

Principiul de funcționare a elementelor de încălzire

Elementul termic funcționează după următorul principiu. La conectarea la rețea, are loc încălzirea spiralei interne și transferul de energie către conductorul termic și învelișul exterior. Ulterior, căldura este transferată lichidului, aerului sau materialului solid din jur.

La încălzirea elementului termic scufundat în ulei sau apă, în jurul tubului se creează curenți de convecție care amestecă agentul termic și contribuie la încălzirea uniformă a acestuia.

Cazanele electrice sunt cunoscute pentru fiabilitatea și mentenabilitatea lor. Nu conțin multe piese complexe, de aceea sunt simple în exploatare și întreținere.

În aparatele de încălzire fără lichid, temperatura de încălzire este de obicei limitată pentru a nu deteriora piesele din jur și a nu provoca un incendiu.

Pentru accelerarea schimbului de căldură, în ele se utilizează adesea un ventilator care asigură circulația aerului atât în interiorul aparatului, cât și în încăperea din jur.

Tipuri de rezistențe electrice pentru aparate de încălzire

Simplitatea fabricării elementelor termice nu se traduce întotdeauna prin confort pentru utilizatori. Mulți producători lansează elemente de încălzire electrice cu o formă și un sistem de fixare specifice. În cazul unei defecțiuni, este destul de dificil să le achiziționați din magazin. De aceea, pentru o alegere corectă, este necesar să studiați toate variantele constructive posibile.

Modele tubulare pentru încălzirea casnică

Construcția tubulară a elementelor de încălzire electrice este cea mai răspândită în radiatoarele cu ulei mobile, radiatoarele electrice portabile și de perete. Transferul de căldură în ele poate avea loc prin: convecție, radiație IR sau conductivitate termică.

Elementele termice gata făcute cu regulator și propriul cablu de alimentare pot fi achiziționate doar atunci când sunteți sigur că lungimea cablului este suficientă.

Forma și lungimea tubului în astfel de dispozitive pot fi oricare și sunt dictate doar de particularitățile constructive. De exemplu, elementul termic al încălzitorului micatermic reprezintă un serpentin situat în spatele unei plăci minerale. La încălzire, placa emite căldură infraroșie.

Cele mai răspândite sunt următoarele caracteristici ale acestuia:

• diametrul – 5-18 mm;
• lungimea – 200-6000 mm;
• materialul învelișului – oțel, inox, ceramică, cupru;
• puterea – 0,3-2,5 kW.

TEN-urile cu putere mai mare de 2,5 kW nu se folosesc în aparatele de încălzire menajere, deoarece cablajul apartamentului nu ar suporta o sarcină mai mare.

Varianta cu aripioare a încălzitoarelor electrice

Dispozitivele cu aripioare reprezintă o modificare a elementelor de încălzire tubulare (TEN). Particularitatea lor constă în prezența a numeroase plăci subțiri de oțel, dispuse de-a lungul întregii lungimi a dispozitivului. O astfel de construcție crește semnificativ suprafața de contact cu mediul înconjurător, asigurând o viteză mare de încălzire a acestuia.

TEN-urile cu aripioare sunt mai scumpe, solicitante în privința volumului spațiului de lucru, dar asigură caracteristici de performanță mai bune ale echipamentului de încălzire.

Modelele cu aripioare sunt utilizate în principal în încălzitoare pentru încălzirea aerului. Ele asigură o creștere rapidă a temperaturii în încăpere, mai ales în prezența unui ventilator integrat.

Construcții bloc ale rezistențelor electrice

Varianta bloc reprezintă mai multe elemente de încălzire tubulare combinate pe un suport comun.

O atenție deosebită la alegerea TEN-urilor bloc trebuie acordată puterii lor și capacității cazanului cu pompă de a asigura eliminarea căldurii.

O astfel de construcție este utilizată atunci când se combină doi factori:

1. Necesitatea unei puteri ridicate a dispozitivului și a unei viteze mari de încălzire a mediului de lucru.
2. Imposibilitatea transmiterii rapide a energiei termice de la spirală către mediul înconjurător din cauza suprafeței mici a învelișului exterior.

De fapt, într-un TEN bloc, sarcina pe fiecare tub de încălzire este redusă și viteza de transfer termic crește. Astfel de dispozitive fac parte din cazane de încălzire menajere și instalații industriale de încălzire electrică.

Puterea modelelor bloc poate fi de 5-10 kW, prin urmare, la amplasarea lor într-un apartament, este necesar să se tragă un cablu electric suplimentar în încăpere.

Dispozitive de tip cartuș

TEN-urile de tip cartuș au aspectul unui tub cu un capăt liber, datorită specificului instalării lor. Învelișul exterior este de obicei din oțel lustruit, pentru a asigura un contact maxim cu materialul din jur. Astfel de tuburi se introduc strâns în orificiul corespunzător al dispozitivului de încălzire.

Principalul dezavantaj al TEN-urilor de tip cartuș este suprafața mică de cedare a căldurii, ceea ce necesită aplicarea unor metode specifice de evacuare a energiei termice.

Fixarea modelelor de tip cartuș se realizează în principal printr-o conexiune cu flanșă. Ele sunt utilizate de obicei în industrie pentru încălzirea părților active ale extruderelor.

Există și alte tipuri constructive de TEN-uri, dar ele sunt utilizate în principal în producția industrială și nu privesc subiectul discutat.

Funcții suplimentare ale încălzitoarelor electrice

Mai sus au fost examinate cele mai simple construcții ale aparatelor, care nu au niciun mecanism de reglare încorporat.

Blocul de termoreglare poate avea automatizare mecanică sau electronică. Cea din urmă este mai precisă, dar este exigentă față de parametrii rețelei electrice casnice.

Dar încălzitoarele electrice de apă pot fi echipate cu o automatizare simplă, care asigură dispozitivului funcții suplimentare.

Printre acestea se numără:

1. Termoreglarea. TEN-urile cu termoregulator încorporat pentru încălzire au un senzor de temperatură care se activează atunci când mediul de lucru se încălzește până la un anumit nivel. Reglarea încălzitorului electric se realizează din partea exterioară a flanșei.
2. Antigel. Această funcție este asigurată de un termoregulator simplificat, care se activează numai atunci când temperatura scade la 0-2°C. Aceasta împiedică înghețarea apei în conductele de încălzire, consumând un minim de energie electrică.
3. Turboîncălzirea, care asigură încălzirea forțată a mediului de lucru la pornirea inițială a echipamentului. Este necesar să rețineți că instalația electrică a încăperii trebuie să suporte o creștere de scurtă durată a puterii.

Nu există foarte multe aparate care suportă funcții suplimentare, deoarece adesea reglarea funcționării aparatelor de încălzire în ansamblu se realizează cu ajutorul unui bloc de automatizare separat.

Cum să alegeți o rezistență electrică pentru echipamentul de încălzire?

Atunci când alegeți un TEN pentru înlocuirea într-un încălzitor de apă sau într-un radiator, este necesar să acordați atenție puterii, construcției, lungimii tubului și existenței posibilităților suplimentare. De aceea, înainte de cumpărare, este necesar să aflați cât mai multe despre toate caracteristicile sale.

Calculul puterii dispozitivului

Puterea mare a unui TEN nu este întotdeauna un aspect pozitiv.

La alegere, este important să luați în considerare mai mulți factori care sunt legați de nivelul consumului de energie:

• puterea maximă de transfer termic a aparatului de încălzire în ansamblu;
• capacitățile instalației electrice;
• volumul încăperii.

Nu trebuie să cumpărați un dispozitiv cu o putere mai mare de 75% din nivelul maxim de transfer termic al echipamentului de încălzire.

De exemplu, există un radiator cu 10 secțiuni, fiecare dintre ele cedând aerului 150 W de căldură, în total 1,5 kW. La instalarea în el a unui încălzitor electric cu o putere de 2 kW, suprafața bateriei nu va putea ceda rapid toată energia generată. Ca rezultat, TEN-ul se va deconecta constant din cauza supraîncălzirii.

Cauza defectării rapide a TEN-ului poate fi alegerea incorectă a puterii aparatului. Ca urmare a supraîncălzirii sistematice a spiralei, aceasta se arde în timp.

În apartamentele cu cablaj uzat, sarcina constantă la priză nu trebuie să depășească 1,5-2 kW, altfel aceasta se poate aprinde și duce la consecințe triste. De aceea, înainte de achiziționarea elementului de încălzire, trebuie verificată starea cablajului și, dacă este necesar, demontată vechea instalație și trasă o nouă rețea electrică.

Atunci când problema legată de instalația electrică și capacitățile echipamentului este rezolvată, se poate trece la calculul puterii necesare pentru menținerea unei temperaturi confortabile în încăpere.

În casele și apartamentele bine izolate, un nivel de 40 W/m³ va fi suficient. Iar în prezența fisurilor la ferestre, puterea de încălzire trebuie mărită la 60-80 W/m³. Puteți cumpăra un model specific doar după ce ați luat în considerare toți factorii energetici descriși mai sus.

Luarea în considerare a particularităților de construcție

Majoritatea elementelor de încălzire au o carcasă din oțel aliat, care asigură rezistență și durabilitate la coroziune. Dispozitivele din cupru sunt utilizate preponderent în încălzitoarele de apă, deși nu există restricții privind utilizarea lor în radiatoarele confecționate manual.

În radiatoarele din fontă și oțel, utilizarea elementelor de încălzire din metale neferoase este nedorită. Acest lucru poate duce la accelerarea uzurii materialelor și îmbinărilor.

De asemenea, la alegere trebuie să se țină cont de direcția filetului capacului, care poate fi dreaptă sau stângă. Diferitele modele de încălzitoare electrice diferă și prin diametrul flanșelor. Acestea pot avea dimensiuni de la 0,5 la 1,25 țoli.

De obicei, la un element de încălzire de la un producător de calitate este atașată o scurtă instrucțiune, care descrie parametrii săi constructivi. Studierea acestora vă va ajuta să cumpărați un dispozitiv care se potrivește exact cu echipamentul de încălzire existent.

Lungimea tubului de încălzire

Lungimea tubului este una dintre principalele caracteristici care determină eficiența de funcționare a dispozitivului.

Lungimea mai mare a acestuia, la aceeași putere, duce la creșterea suprafeței încălzitorului electric și la accelerarea schimbului de căldură cu mediul de lucru. Acest lucru are un efect pozitiv asupra durabilității elementului de încălzire și a vitezei de circulație a agentului termic.

Elementele de încălzire cu tub lung sunt ideale pentru instalarea în registre confecționate manual, cu care este convenabil să încălziți încăperi mari și anexe gospodărești.

Este de dorit ca tubul să se întindă pe toată lungimea zonei de lucru a aparatului de încălzire, fără a atinge peretele opus cu 6-10 cm. Această recomandare va permite încălzirea rapidă și uniformă a agentului termic.

Existența funcționalității suplimentare

Nu este întotdeauna necesar să plătiți în plus pentru funcțiile suplimentare ale elementelor de încălzire. Dacă aparatul de încălzire este utilizat ca auxiliar și nu dispune de automatizare proprie încorporată, atunci achiziționarea unui model cu termostat are sens.

Dar dacă radiatorul sau electroconvectorul au proprii termosenzori și mecanisme de control al temperaturii, funcțiile suplimentare vor rămâne neutilizate.

Electronica încorporată în capacul rezistenței electrice trebuie să aibă mecanisme de siguranță, astfel încât în caz de defecțiune a plăcii de comandă să nu se producă un incendiu.

Prin urmare, se recomandă achiziționarea de încălzitoare electrice scumpe cu automatizare încorporată numai atunci când există o nevoie clară de astfel de echipament. Dacă este necesară ajustarea individuală a fondului termic, este mai bine să cumpărați un termoregulator de priză, care poate fi utilizat periodic.

În ceea ce privește producătorii de rezistențe electrice, alegerea lor nu este esențială. Principalii furnizori sunt firme din Rusia, Ucraina, Turcia și Italia. Calitatea produselor lor este aproximativ aceeași, așadar nu are sens să plătiți în plus pentru marcă.

Concluzii și material video util pe această temă

Video #1. Prezentare practică a rezistențelor electrice de diferite tipuri:

Video #2. Prezentare a unei rezistențe electrice cu termoregulator:

Video #3. Caracteristicile rezistenței electrice bloc utilizată în cazanele electrice de încălzire:

Achiziționarea unei rezistențe electrice pentru dispozitivele de încălzire este o sarcină dificilă. Pentru aceasta, este necesar să cunoașteți clar caracteristicile echipamentului în care se integrează încălzitorul electric. Prin urmare, trebuie să vă opriți alegerea asupra unui anumit model numai după o analiză amănunțită a parametrilor acestuia.

Scrieți, vă rugăm, comentarii, adresați întrebări, publicați fotografii pe tema articolului în blocul de mai jos. Povestiți cum ați ales o rezistență electrică pentru înlocuirea într-un cazan electric sau într-un încălzitor mobil. Împărtășiți ce a devenit pentru dumneavoastră argumentul decisiv în alegere.