Elektrische Heizelemente haben ihr Design seit Jahrzehnten nicht verändert und sind bei Heizgeräten nach wie vor gefragt. Die Form dieser Geräte, Baumaterialien ändern sich, aber das Funktionsprinzip und die Effizienz bleiben unverändert. Für eine kompetente Auswahl sind Informationen über die Unterschiede und Eigenschaften hilfreich. Sind Sie einverstanden?
Sie erfahren, was sie sind und wie Heizelemente zum Heizen funktionieren. Wir haben die Arten von Heizelementen ausführlich beschrieben und unbestreitbare Argumente für eine vernünftige Wahl des optimalen Typs geliefert. Unter Berücksichtigung unserer Empfehlungen erhalten Sie das gewünschte Gerät fehlerfrei.
Zweck der Heizung Heizelemente
Elektrische Heizelemente haben aufgrund ihrer Vielseitigkeit und hohen Effizienz an Beliebtheit gewonnen. Der gesamte Strom, den sie verbrauchen, wird für den vorgesehenen Zweck verwendet - um den umgebenden Raum zu heizen.
Die Hauptheizgeräte, bei denen Heizelemente verwendet werden, sind:
- Tragbare und stationäre elektrische Ölheizungen.
- Warmwasserbereiter.
- Beheizte Handtuchhalter für das Badezimmer.
- Elektrische Kamine.
- Elektrische Konvektoren.
- Elektrokessel.
Das angegebene Gerät kann als primäre oder zusätzliche Heizquelle verwendet werden. Es ist kostengünstig, einfach zu installieren und erfordert keine besonderen Kenntnisse während des Betriebs.
Sie können das Heizelement an einen gusseisernen Zentralheizungsheizkörper anschließen, nachdem Sie das gemeinsame Steigrohr abgeklemmt haben. Eine solche Vorrichtung kann zur Haupt- und Zusatzheizung verwendet werden.
Was ist ein Heizelement zum Heizen?
Elektrische Heizelemente sind Heizelemente, die sich in der Flüssigkeit im Kühler befinden. Sie erhitzen eine Flüssigkeit: Wasser, Öl oder ein spezielles Mittel, das durch das Heizsystem zirkuliert. Beim Durchgang durch die Rohre gibt die erhitzte Flüssigkeit Wärme an die Umgebung ab und kehrt zum Heizelement zurück. Sie können in Heißwasserheizkörpern, Infrarotstrahlern oder in Heizkesseln installiert werden. Es werden Heizelemente verschiedener Typen und Modifikationen hergestellt. In allen Fällen ist das Heizelement zuverlässig vor dem Eindringen von Wasser geschützt und zusätzlich mit einer Verzinkungsschicht versehen. Alle diese Maßnahmen dienen dazu, einen versehentlichen Stromschlag für Personen zu verhindern.
Interne Anordnung der elektrischen Heizungen
Es ist zweckmäßig, das Gerät am Beispiel eines Rohrmodells zu betrachten. Die elektrische Heizung ist ein Keramik- oder Metallrohr, das mit einem Wärmeleiter gefüllt ist, in dem sich eine Spirale befindet. An der Stelle, an der das Rohr am Flansch befestigt ist, befinden sich Isolierbuchsen, die es der leitenden Spirale unmöglich machen, den Heizelementkörper zu berühren.
In den meisten Modellen von Heizelementen werden ähnliche Komponenten verwendet, deren Haltbarkeit jedoch je nach Verarbeitungsqualität unterschiedlich sein kann
Die elektrische Heizung ist hauptsächlich mit einer Flanschverbindung befestigt, die es ermöglicht, die innere Umgebung der Heizung vom Außenraum abzudichten. Der Nachteil dieser Konstruktion ist die Unmöglichkeit, die Spule auszutauschen, wenn sie intern durchbrennt.
Das Funktionsprinzip von Heizelementen
Das Heizelement arbeitet nach folgendem Prinzip. Bei Anschluss an das Netzwerk wird die innere Spule erwärmt und Energie auf den Wärmeleiter und den äußeren Mantel übertragen. Anschließend wird Wärme auf die umgebende Flüssigkeit, Luft oder das feste Material übertragen.
Beim Erhitzen eines in Öl oder Wasser eingetauchten Heizelements entstehen Konvektionsströme um das Rohr, die das Kühlmittel mischen und zu dessen gleichmäßiger Erwärmung beitragen.
Elektrokessel sind bekannt für ihre Zuverlässigkeit und Wartbarkeit. Sie haben nicht viele komplexe Teile und sind daher einfach zu bedienen und zu warten.
Bei nicht flüssigen Heizgeräten ist die Heiztemperatur normalerweise begrenzt, um die umgebenden Teile nicht zu beschädigen und kein Feuer zu provozieren.
Um die Wärmeübertragung zu beschleunigen, verwenden sie häufig einen Ventilator, der die Luft sowohl im Gerät als auch im umgebenden Raum zirkuliert.
Arten von Heizelementen für Heizgeräte
Die Einfachheit der Herstellung von Heizelementen wird für den Benutzer nicht immer zum Komfort. Viele Hersteller stellen elektrische Heizgeräte mit einer bestimmten Form und Befestigung her. Im Falle einer Panne ist es ziemlich schwierig, sie im Laden zu kaufen. Für die richtige Auswahl ist es daher erforderlich, alle möglichen Entwurfsoptionen zu untersuchen.
Rohrmodelle für die Haushaltsheizung
Das röhrenförmige Design von elektrischen Heizgeräten ist das häufigste bei mobilen Ölheizgeräten, tragbaren und an der Wand montierten elektrischen Heizkörpern. Die Wärmeübertragung in ihnen kann erfolgen durch: Konvektion, Infrarotstrahlung oder Wärmeleitung.
Vorgefertigte Heizelemente mit Regler und eigenem Netzkabel können nur gekauft werden, wenn Sie sicher sind, dass die Länge des Kabels ausreicht
Die Form und Länge des Rohrs in solchen Vorrichtungen kann beliebig sein und wird nur durch Konstruktionsmerkmale vorgegeben. Beispielsweise ist das Heizelement einer mikaträmischen Heizung eine Spule, die sich hinter einer Mineralplatte befindet. Beim Erhitzen gibt die Platte Infrarotwärme ab.
Die häufigsten Merkmale sind:
- Durchmesser - 5-18 mm;
- Länge - 200-6000 mm;
- Schalenmaterial - Stahl, Edelstahl, Keramik, Kupfer;
- Leistung - 0,3-2,5 kW.
Heizelemente mit einer Leistung von mehr als 2,5 kW werden in Haushaltsheizgeräten nicht verwendet, da die Wohnungsverkabelung einer größeren Belastung einfach nicht standhalten kann.
Gerippte Version von elektrischen Heizungen
Gerippte Geräte sind eine Modifikation des rohrförmigen Heizelements. Ihr Merkmal ist das Vorhandensein vieler dünner Stahlplatten über die gesamte Länge des Geräts. Diese Konstruktion vergrößert den Kontaktbereich mit der Umwelt erheblich und sorgt für eine hohe Heizrate.
Gerippte Heizelemente sind teurer, beanspruchen das Volumen des Arbeitsraums, bieten jedoch höhere Verbrauchereigenschaften von Heizgeräten
Lamellenmodelle werden hauptsächlich in Heizungen zur Luftheizung eingesetzt. Sie sorgen für einen schnellen Anstieg der Raumtemperatur, insbesondere bei eingebautem Lüfter.
Blockkonstruktionen von Heizelementen
Die Blockversion repräsentiert mehrere Rohrheizkörper, die auf der Basis einer einzigen Halterung kombiniert werden.
Bei der Auswahl von Blockheizelementen sollte besonders auf deren Leistung und die Fähigkeit eines Kessels mit Pumpe zur Wärmeabfuhr geachtet werden
Dieses Design wird verwendet, wenn zwei Faktoren kombiniert werden:
- Die Notwendigkeit einer erhöhten Leistung des Geräts und einer hohen Erwärmungsrate des Arbeitsmediums.
- Die Unmöglichkeit einer schnellen Übertragung von Wärmeenergie von der Spirale auf die Umwelt aufgrund der kleinen Fläche der Außenhülle.
Tatsächlich nimmt in einem Blockheizelement die Belastung jedes Heizrohrs ab und die Wärmeübertragungsrate nimmt zu. Solche Geräte sind Teil von Haushaltsheizkesseln und industriellen elektrischen Heizungsanlagen.
Die Leistung von Blockmodellen kann 5-10 kW betragen. Wenn sie in einer Wohnung aufgestellt werden, muss daher ein zusätzliches elektrisches Kabel in den Raum gezogen werden.
Geräte vom Typ Patrone
Heizelemente für Patronen haben die Form eines Rohrs mit einem freien Ende, was auf die Besonderheit ihrer Installation zurückzuführen ist. Die Außenhülle besteht normalerweise aus poliertem Stahl, um einen maximalen Kontakt mit dem umgebenden Material zu gewährleisten. Solche Rohre werden fest in das entsprechende Loch der Heizung eingeführt.
Der Hauptnachteil von Kartuschenheizelementen ist der kleine Bereich der Wärmeübertragungsfläche, der die Verwendung spezifischer Verfahren zum Entfernen von Wärmeenergie erfordert
Die Fixierung von Patronenmodellen erfolgt hauptsächlich über eine Flanschverbindung. Sie werden üblicherweise in der Industrie zum Erhitzen der Arbeitsteile von Extrudern verwendet.
Es gibt andere strukturelle Arten von Heizelementen, die jedoch hauptsächlich in der industriellen Produktion eingesetzt werden und das betreffende Thema nicht beeinflussen.
Heizelemente zum Heizen von Kesseln
Das Heizelement kann in einen elektrischen oder kombinierten Heizkessel eingebaut werden. Im Elektrokessel ist das Heizelement die einzige Wärmequelle, im kombinierten Hauptbrennstoff ist Massivholz, Kohle, Briketts.
Das Heizelement in einem Festbrennstoffkessel spielt eine Hilfsrolle und hält die Temperatur in Abwesenheit von Brennstoff aufrecht. Es ist sehr praktisch, solche Kessel in Sommerhäusern und Landhäusern zu verwenden, wenn es nicht notwendig ist, ständig eine angenehme Temperatur im Haus aufrechtzuerhalten.
Der Kessel kann ständig eingeschaltet werden, um die Mindesttemperatur aufrechtzuerhalten, wodurch das Heizsystem nicht abtauen kann. Der Übergang des Kessels von festem Brennstoff zu elektrischer Heizung erfolgt automatisch, wenn eine bestimmte Temperatur erreicht ist. Die Installation eines Kombikessels erfordert Sicherheitsvorkehrungen. Daher muss der Kessel in einem separaten Raum mit guter Belüftung installiert werden. Da der Kessel schwer ist, muss er auf einem festen Betonsockel installiert werden. Der Raum muss einen Kamin mit gutem Luftzug haben.
Zusätzliche Funktionen von elektrischen Heizgeräten
Oben wurden die einfachsten Konstruktionen von Geräten betrachtet, die keine eingebauten Einstellmechanismen haben.
Die Wärmeregulierungseinheit kann eine mechanische oder elektronische Automatisierung aufweisen. Letzteres ist genauer, stellt jedoch Anforderungen an die Parameter des Heimnetzes.
Elektrische Warmwasserbereiter können jedoch mit der einfachsten Automatisierung ausgestattet werden, die dem Gerät zusätzliche Funktionen bietet.
Diese schließen ein:
- Thermoregulierung... Heizelemente mit eingebautem Thermostat zum Heizen verfügen über einen Temperatursensor, der ausgelöst wird, wenn sich das Arbeitsmedium auf ein bestimmtes Niveau erwärmt. Die elektrische Heizung wird von der Außenseite des Flansches eingestellt.
- Frostschutzmittel... Diese Funktion wird von einem vereinfachten Thermostat bereitgestellt, der nur funktioniert, wenn die Temperatur auf 0-2 ° C abfällt. Es verhindert, dass Wasser in Heizungsrohren gefriert und verbraucht ein Minimum an Strom.
- TurboheizungDies sorgt für eine erzwungene Erwärmung der Arbeitsumgebung beim ersten Start der Ausrüstung. Es ist zu beachten, dass die elektrische Verkabelung des Raums einer kurzfristigen Leistungssteigerung standhalten muss.
Es gibt nicht so viele Geräte, die zusätzliche Funktionen unterstützen, da die Regelung des Betriebs von Heizgeräten insgesamt häufig über eine separate Automatisierungseinheit erfolgt.
Die richtige Wahl des Heizelementmodells
Um ein Heizelement kaufen zu können, muss der Käufer eine Reihe technischer Merkmale kennen:
- die erforderliche Leistung des Geräts;
- Länge, Durchmesser und Form des Rohres;
- die Länge der Isolierhaube;
- Gesamtlänge;
- Verbindungstyp;
- Befestigungsmethode.
Verwenden Sie die folgende Formel, um die Leistung des Heizelements zu berechnen, mit dem Wasser eines bestimmten Volumens erwärmt werden soll:
P = 0,0011 × m × (tK-tH) / T, wobei
P ist die Leistung des beheizten Elements, gemessen in kW;
m ist die Masse des in der Vorrichtung zirkulierenden erwärmten Kühlmittels in Kilogramm;
tH - Anfangstemperatur von Wasser oder Flüssigkeit in ° C;
tK - Endtemperatur von Wasser oder Flüssigkeit in ° C;
T ist die Aufheizzeit von Wasser oder Flüssigkeit.
Heizelement in einem Heizkörper - Videoübersicht:
Wie wählt man ein Heizelement für Heizgeräte?
Bei der Auswahl eines Heizelements für den Austausch in einem Warmwasserbereiter oder in einem Heizkörper müssen Sie auf dessen Leistung, Design, Rohrlänge und Verfügbarkeit zusätzlicher Funktionen achten. Daher müssen Sie vor dem Kauf so viel wie möglich über alle seine Eigenschaften herausfinden.
Berechnung der Leistung des Gerätes
Die große Leistung des Heizelements ist nicht immer eine positive Qualität.
Bei der Auswahl ist es wichtig, mehrere Faktoren zu berücksichtigen, die mit dem Energieverbrauch zusammenhängen:
- die maximale Wärmeübertragungsleistung des gesamten Heizgeräts;
- elektrische Verdrahtungsmöglichkeiten;
- das Volumen des Raumes.
Sie können kein Gerät mit einer Leistung kaufen, die mehr als 75% des maximalen Wärmeübertragungsniveaus des Heizgeräts beträgt.
Zum Beispiel gibt es einen Kühler mit 10 Abschnitten, von denen jeder 150 W Wärme an die Luft abgibt, insgesamt 1,5 kW. Wenn eine elektrische Heizung mit einer Leistung von 2 kW installiert ist, kann die Oberfläche der Batterie nicht schnell die gesamte erzeugte Energie abgeben. Infolgedessen schaltet sich das Heizelement aufgrund von Überhitzung ständig aus.
Der Grund für den schnellen Ausfall des Heizelements kann die falsche Wahl der Leistung des Geräts sein. Infolge einer systemischen Überhitzung der Spule brennt sie mit der Zeit aus
In Wohnungen mit abgenutzter Verkabelung sollte die konstante Belastung der Steckdose 1,5 bis 2 kW nicht überschreiten, da sie sich sonst entzünden und traurige Folgen haben kann. Daher müssen Sie vor dem Kauf eines Heizelements den Zustand der Verkabelung überprüfen und gegebenenfalls das alte zerlegen und ein neues Stromnetz verlegen.
Wenn das Problem mit der Elektrik und den Funktionen des Geräts behoben ist, können Sie mit der Berechnung der erforderlichen Leistung beginnen, um eine angenehme Temperatur im Raum aufrechtzuerhalten.
In gut isolierten Häusern und Wohnungen ist eine Leistung von 40 W / m3 ausreichend. Und wenn es Lücken in den Fenstern gibt, sollte die Heizleistung auf 60-80 W / m3 erhöht werden. Sie können ein bestimmtes Modell erst kaufen, wenn Sie alle oben genannten Energiefaktoren berücksichtigt haben.
Berücksichtigung von Konstruktionsmerkmalen
Die meisten Heizelemente haben eine Hülle aus legiertem Stahl, die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bietet. Kupfervorrichtungen werden hauptsächlich in Warmwasserbereitern verwendet, obwohl ihre Verwendung in hausgemachten Heizkörpern nicht eingeschränkt ist.
Bei Heizkörpern aus Gusseisen und Stahl ist die Verwendung von Heizelementen aus Nichteisenmetallen unerwünscht. Dies kann zu einem beschleunigten Verschleiß von Materialien und Verbindungen führen.
Bei der Auswahl muss auch die Richtung des Gewindes des Steckers berücksichtigt werden, die rechts oder links sein kann. Verschiedene Modelle von elektrischen Heizgeräten unterscheiden sich auch im Durchmesser der Flansche. Sie können in der Größe von 0,5 bis 1,25 Zoll reichen.
In der Regel wird einem Heizelement eines guten Herstellers eine kurze Anleitung beigefügt, in der die Konstruktionsparameter beschrieben werden. Wenn Sie sie studieren, können Sie ein Gerät kaufen, das genau zu Ihren vorhandenen Heizgeräten passt.
Heizrohrlänge
Die Länge des Rohrs ist eines der Hauptmerkmale, die die Effizienz des Geräts bestimmen.
Seine große Länge bei gleicher Leistung führt zu einer Vergrößerung der Oberfläche der elektrischen Heizung und einer Beschleunigung des Wärmeaustauschs mit dem Arbeitsmedium. Dies wirkt sich positiv auf die Haltbarkeit des Heizelements und die Zirkulationsgeschwindigkeit des Kühlmittels aus.
Heizelemente mit einem langen Rohr sind ideal für die Installation in selbst erstellten Registern, die zum Heizen großer Räume und Nebengebäude geeignet sind
Es wird empfohlen, dass das Rohr über die gesamte Länge des Arbeitsbereichs des Heizgeräts verläuft, ohne die gegenüberliegende Wand um 6 bis 10 cm zu erreichen. Mit dieser Empfehlung können Sie das Kühlmittel schnell und gleichmäßig aufwärmen.
Verfügbarkeit zusätzlicher Funktionen
Es ist nicht immer notwendig, zusätzliche Merkmale von Heizelementen zu viel zu bezahlen. Wenn die Heizung als Zusatzheizung verwendet wird und nicht über eine eigene integrierte Automatisierung verfügt, ist der Kauf eines Modells mit Thermostat sinnvoll.
Wenn der Kühler oder der elektrische Konvektor jedoch über eigene Temperatursensoren und Temperaturregelungsmechanismen verfügt, bleiben zusätzliche Funktionen nicht beansprucht.
Die im Heizelementstecker eingebaute Elektronik muss über Sicherheitsmechanismen verfügen, damit bei einem Ausfall der Steuerplatine kein Brand auftritt
Daher wird empfohlen, teure elektrische Heizgeräte mit eingebauter Automatisierung nur dann zu kaufen, wenn ein klarer Bedarf an solchen Geräten besteht. Wenn Sie eine individuelle Auswahl des Temperaturhintergrunds benötigen, ist es besser, einen Thermostat in einer Steckdose zu kaufen, der regelmäßig verwendet werden kann.
Für die Hersteller von Heizelementen ist ihre Wahl nicht grundlegend. Hauptlieferanten sind Firmen aus Russland, der Ukraine, der Türkei und Italien. Die Qualität ihrer Produkte ist ungefähr gleich, so dass es keinen Sinn macht, für die Marke zu viel zu bezahlen.
Heizelemente zum Heizen von Heizkörpern
In Heizkörpern - Gusseisen- oder Aluminiumbatterien - sind Heizelemente installiert, um die Temperatur während Abschaltperioden der zentralen Wärmeversorgung oder zur zusätzlichen Beheizung des Raums zu stabilisieren. Eine solche nächtliche Heizung kann sehr vorteilhaft sein, wenn im Haus ein Stromzähler mit zwei Raten installiert ist.
Heizelemente für Heizkörper haben einen dünnen Flansch und ein schmales Heizelement. Sie sind mit einem speziellen Gehäuse ausgestattet, das vor dem Eindringen von Wasser schützt. Ein Kapillarthermostat reguliert die Erwärmung und zwei Temperatursensoren schützen das Produkt vor Überhitzung. Viele Modelle moderner Heizelemente sind mit praktischen und notwendigen Funktionen ausgestattet: "Turbo" - zur schnellen Erwärmung des Raumes und "Frostschutzmittel" - zur Verhinderung des Abtauens des Heizungssystems. Diese Funktion ist für die langfristige Aufrechterhaltung einer Temperatur von nicht weniger als +10 Grad vorgesehen.
Der Einbau eines Heizelements in einen Kühler ist einfach. Es ist notwendig, den Stopfen vom unteren Flansch zu entfernen und das Heizelement in dieses Loch zu schrauben. Dann sollten Sie den Thermostat installieren und das Gerät an ein geerdetes Netzwerk anschließen. Die Installation von Heizelementen in einem wasserbasierten Zentralheizungssystem hat viele Vorteile:
- schützt das System vor dem Einfrieren bei Notabschaltung;
- ermöglicht es Ihnen, die Temperatur im Raum genau einzustellen;
- verbraucht wirtschaftlich Strom durch Impulsbetrieb;
- Niedriger Preis mit einer großen Auswahl an Modellen.
