Os elementos de aquecimento elétrico não mudam seu design há décadas e continuam sendo solicitados em equipamentos de aquecimento. A forma desses dispositivos, os materiais de construção estão mudando, mas o princípio de operação e eficiência permanecem inalterados. Para uma seleção competente, as informações sobre as diferenças e características são úteis. Você concorda?
Você aprenderá o que são e como os elementos de aquecimento funcionam para aquecimento. Descrevemos em detalhes os tipos de elementos de aquecimento, demos argumentos indiscutíveis para uma escolha razoável do tipo ideal. Levando em consideração nossas recomendações, você adquirirá o dispositivo necessário sem erros.
Objetivo dos elementos de aquecimento de aquecimento
Elementos de aquecimento elétrico ganharam popularidade devido à sua versatilidade e alta eficiência. Toda a eletricidade que consomem é usada para o fim a que se destinam - para aquecer o espaço circundante.
Os principais dispositivos de aquecimento onde os elementos de aquecimento são usados são:
- Aquecedores elétricos a óleo portáteis e fixos.
- Radiadores de aquecimento de água.
- Toalheiros aquecidos para o banheiro.
- Lareiras elétricas.
- Convectores elétricos.
- Caldeiras elétricas.
O equipamento especificado pode ser usado como fonte de aquecimento primária ou adicional. É barato, fácil de instalar e não requer habilidades especiais durante a operação.
Você pode conectar o elemento de aquecimento a um radiador de aquecimento central de ferro fundido após desconectar o riser comum. Esse dispositivo pode ser usado para aquecimento principal e adicional.
O que é um elemento de aquecimento para aquecimento?
Elementos de aquecimento elétrico são elementos de aquecimento que são colocados no líquido dentro do radiador. Eles aquecem um líquido: água, óleo ou um agente especial que circula pelo sistema de aquecimento. Ao passar pelas tubulações, o líquido aquecido libera calor para o meio ambiente e retorna ao aquecedor. Eles podem ser instalados em radiadores de água quente, aquecedores infravermelhos ou em caldeiras de aquecimento. Elementos de aquecimento de vários tipos e modificações são produzidos. Em todos eles, o elemento de aquecimento é protegido de forma confiável contra a entrada de água e adicionalmente coberto com uma camada de galvanização. Todas essas medidas servem para prevenir choques elétricos acidentais nas pessoas.
Arranjo interno de aquecedores elétricos
É conveniente considerar o dispositivo no exemplo de um modelo tubular. O aquecedor elétrico é um tubo de cerâmica ou metal preenchido com um condutor térmico com uma espiral localizada em seu interior. No local onde o tubo é fixado ao flange, existem buchas isolantes que impossibilitam o contato da espiral condutora com o corpo da resistência.
Na maioria dos modelos de elementos de aquecimento, componentes semelhantes são usados, no entanto, sua durabilidade pode diferir dependendo da qualidade de construção
A resistência elétrica é fixada principalmente por uma conexão de flange, o que permite vedar o ambiente interno da resistência do espaço externo. A desvantagem deste projeto é a impossibilidade de substituição da bobina quando esta queimar internamente.
O princípio de funcionamento dos elementos de aquecimento
O elemento de aquecimento funciona de acordo com o seguinte princípio. Quando conectada à rede, a bobina interna é aquecida e a energia é transferida para o condutor térmico e a bainha externa. Posteriormente, o calor é transferido para o líquido, ar ou material sólido circundante.
Ao aquecer um elemento de aquecimento imerso em óleo ou água, fluxos de convecção são criados ao redor do tubo, que misturam o refrigerante e contribuem para seu aquecimento uniforme.
As caldeiras elétricas são conhecidas por sua confiabilidade e facilidade de manutenção. Eles não têm muitas peças complexas, por isso são fáceis de operar e manter.
Em aquecedores não líquidos, a temperatura de aquecimento geralmente é limitada para não danificar as peças ao redor e causar um incêndio.
Para acelerar a transferência de calor, eles costumam usar um ventilador que circula o ar tanto dentro do dispositivo quanto na sala ao redor.
Tipos de elementos de aquecimento para dispositivos de aquecimento
A simplicidade de fazer elementos de aquecimento nem sempre se transforma em conveniência para os usuários. Muitos fabricantes produzem aquecedores elétricos com um formato e acessório específicos. Em caso de avaria, é muito difícil comprá-los na loja. Portanto, para a escolha correta, é necessário estudar todas as opções de projeto possíveis.
Modelos tubulares para aquecimento doméstico
O design tubular dos aquecedores elétricos é o mais comum em aquecedores móveis a óleo, radiadores elétricos portáteis e de parede. A transferência de calor neles pode ocorrer por: convecção, radiação infravermelha ou condução térmica.
Elementos de aquecimento prontos com um regulador e seu próprio cabo de alimentação podem ser comprados apenas se você tiver certeza de que o comprimento do fio será suficiente
A forma e o comprimento do tubo em tais dispositivos podem ser quaisquer e são ditados apenas pelas características do projeto. Por exemplo, o elemento de aquecimento de um aquecedor micatrêmico é uma bobina localizada atrás de uma placa mineral. Quando aquecida, a placa emite calor infravermelho.
As características mais comuns são:
- diâmetro - 5-18 mm;
- comprimento - 200-6000 mm;
- material da carcaça - aço, aço inoxidável, cerâmica, cobre;
- potência - 0,3-2,5 kW.
Elementos de aquecimento com uma capacidade superior a 2,5 kW não são usados em aparelhos de aquecimento doméstico, porque a fiação do apartamento simplesmente não pode suportar uma carga maior.
Versão com nervuras de aquecedores elétricos
Dispositivos com nervuras são uma modificação do elemento de aquecimento tubular. Sua característica é a presença de muitas placas de aço finas ao longo de todo o comprimento do dispositivo. Este projeto aumenta drasticamente a área de contato com o meio ambiente, proporcionando uma alta taxa de aquecimento.
Elementos de aquecimento com nervuras são mais caros, exigindo no volume do espaço de trabalho, mas fornecem características de consumo mais elevadas de equipamentos de aquecimento
Modelos com aletas são usados principalmente em aquecedores para aquecimento de ar. Eles fornecem um rápido aumento da temperatura ambiente, especialmente com um ventilador embutido.
Projetos de blocos de elementos de aquecimento
A versão em bloco representa vários aquecedores tubulares combinados na base de uma única montagem.
Ao escolher os elementos de aquecimento em bloco, deve-se prestar atenção especial à sua potência e à capacidade de uma caldeira com bomba de fornecer remoção de calor
Este design é usado quando dois fatores são combinados:
- A necessidade de maior potência do dispositivo e uma alta taxa de aquecimento do meio de trabalho.
- A impossibilidade de transferência rápida de energia térmica da espiral para o meio ambiente devido à pequena área da camada externa.
Na verdade, em um elemento de aquecimento em bloco, a carga em cada tubo de aquecimento diminui e a taxa de transferência de calor aumenta. Esses dispositivos fazem parte de caldeiras de aquecimento doméstico e instalações de aquecimento elétrico industrial.
A potência dos modelos de blocos pode ser de 5 a 10 kW, portanto, quando eles são colocados em um apartamento, um cabo elétrico adicional deve ser puxado para dentro da sala.
Dispositivos do tipo cartucho
Os elementos de aquecimento do cartucho têm a forma de um tubo com uma extremidade livre, o que se deve à peculiaridade de sua instalação. O invólucro externo geralmente é feito de aço polido para garantir o máximo contato com o material circundante. Esses tubos são firmemente inseridos no orifício correspondente do aquecedor.
A principal desvantagem dos elementos de aquecimento do cartucho é a pequena área da superfície de transferência de calor, que requer o uso de métodos específicos para a remoção de energia térmica
A fixação dos modelos de cartucho é realizada principalmente por meio de uma conexão de flange. Eles geralmente são usados na indústria para aquecer as peças de trabalho das extrusoras.
Existem outros tipos estruturais de elementos de aquecimento, mas eles são usados principalmente na produção industrial e não afetam o tópico em consideração.
Elementos de aquecimento para caldeiras de aquecimento
O elemento de aquecimento pode ser instalado em uma caldeira de aquecimento elétrica ou combinada. Na caldeira elétrica, o elemento de aquecimento é a única fonte de calor, no combustível principal combinado é sólido - madeira, carvão, briquetes.
O elemento de aquecimento em uma caldeira de combustível sólido desempenha um papel auxiliar, mantendo a temperatura na ausência de combustível. É muito conveniente usar essas caldeiras em chalés de verão e casas de campo, quando não há necessidade de manter constantemente uma temperatura confortável na casa.
A caldeira pode ser constantemente ligada no modo de manutenção da temperatura mínima, o que não permite o descongelamento do sistema de aquecimento. A transição da caldeira de combustível sólido para aquecimento elétrico ocorre automaticamente quando uma determinada temperatura é atingida. A instalação de uma caldeira combi requer precauções de segurança. Assim, a caldeira deve ser instalada em uma sala separada com boa ventilação. Como a caldeira é pesada, ela deve ser instalada sobre uma base sólida de concreto. A sala deve ter uma chaminé com boa tiragem.
Funções adicionais de aquecedores elétricos
Acima, foram considerados os designs mais simples de dispositivos que não possuem nenhum mecanismo de ajuste embutido.
A unidade de termorregulação pode ter automação mecânica ou eletrônica. Este último é mais preciso, mas exige muito dos parâmetros da rede elétrica doméstica.
Mas os aquecedores elétricos de água podem ser equipados com a automação mais simples que fornece ao dispositivo funções adicionais.
Esses incluem:
- Termorregulação... Elementos de aquecimento com termostato embutido para aquecimento possuem um sensor de temperatura que é acionado quando o meio de trabalho aquece até um determinado nível. O aquecedor elétrico é ajustado do lado externo do flange.
- Anticongelante... Esta função é fornecida por um termostato simplificado que só funciona quando a temperatura cai para 0-2 ° C. Evita que a água congele nos tubos de aquecimento, consumindo o mínimo de eletricidade.
- Aquecimento turbo, que proporciona aquecimento forçado do ambiente de trabalho na primeira partida do equipamento. Deve ser lembrado que a fiação elétrica da sala deve suportar um aumento de energia de curto prazo.
Não existem tantos dispositivos que suportem funções adicionais, porque muitas vezes a regulação do funcionamento dos dispositivos de aquecimento como um todo é realizada através de uma unidade de automação separada.
A escolha correta do modelo do elemento de aquecimento
Ao comprar um elemento de aquecimento, o comprador precisa conhecer uma série de características técnicas:
- a potência necessária do dispositivo;
- comprimento, diâmetro e formato do tubo;
- o comprimento da capa isolante;
- comprimento total;
- Tipo de conexão;
- método de fixação.
Para calcular a potência do elemento de aquecimento projetado para aquecer água de um determinado volume, use a fórmula:
P = 0,0011 × m × (tK-tH) / T, onde
P é a potência do elemento aquecido, medida em kW;
m é a massa do refrigerante aquecido circulando no dispositivo, em quilogramas;
tH - temperatura inicial da água ou líquido, em ° C;
tK - temperatura final da água ou líquido, em ° C;
T é o tempo de aquecimento da água ou líquido.
Elemento de aquecimento em um radiador de aquecimento - revisão de vídeo:
Como escolher um elemento de aquecimento para equipamentos de aquecimento?
Ao escolher um elemento de aquecimento para substituição em um aquecedor de água ou em um radiador, você precisa prestar atenção à sua potência, design, comprimento do tubo e a disponibilidade de recursos adicionais. Portanto, antes de comprar, você precisa saber o máximo possível sobre todas as suas características.
Cálculo da potência do dispositivo
A grande potência do elemento de aquecimento nem sempre é uma qualidade positiva.
Ao escolher, é importante considerar vários fatores que estão relacionados ao nível de consumo de energia:
- a potência máxima de transferência de calor do aquecedor como um todo;
- capacidades de fiação elétrica;
- o volume da sala.
Você não pode comprar um dispositivo com uma potência superior a 75% do nível máximo de transferência de calor do equipamento de aquecimento.
Por exemplo, existe um radiador com 10 seções, cada uma das quais emite 150 watts de calor para o ar, um total de 1,5 kW. Quando nela for instalada uma resistência elétrica com potência de 2 kW, a superfície da bateria não conseguirá ceder rapidamente toda a energia gerada. Como resultado, o elemento de aquecimento desligará constantemente devido ao superaquecimento.
A razão para o colapso rápido do elemento de aquecimento pode ser a escolha errada da potência do dispositivo. Como resultado do superaquecimento sistêmico da bobina, ela queima com o tempo
Em apartamentos com fiação desgastada, a carga constante na tomada não deve exceder 1,5-2 kW, caso contrário, pode pegar fogo e levar a consequências tristes. Portanto, antes de comprar um elemento de aquecimento, é necessário verificar o estado da fiação e, se necessário, desmontar o antigo e instalar uma nova rede elétrica.
Quando o problema com a eletricidade e os recursos do equipamento for resolvido, você pode começar a calcular a energia necessária para manter uma temperatura confortável na sala.
Em casas e apartamentos bem isolados, um nível de 40 W / m3 será suficiente. E se houver falhas nas janelas, a potência de aquecimento deve ser aumentada para 60-80 W / m3. Você pode comprar um modelo específico somente depois de levar em consideração todos os fatores de energia acima.
Consideração dos recursos de design
A maioria dos elementos de aquecimento tem uma carcaça de aço de liga, que fornece força e resistência à corrosão. Dispositivos de cobre são usados principalmente em aquecedores de água, embora não haja restrições ao seu uso em radiadores caseiros.
Em radiadores de ferro fundido e aço, o uso de elementos de aquecimento feitos de metais não ferrosos é indesejável. Isso pode levar ao desgaste acelerado de materiais e conexões.
Além disso, na hora de escolher, é necessário levar em consideração a direção da rosca do plugue, que pode ser direita ou esquerda. Diferentes modelos de aquecedores elétricos diferem no diâmetro dos flanges. Eles podem variar em tamanho de 0,5 a 1,25 polegadas.
Normalmente, uma breve instrução é anexada a um elemento de aquecimento de um bom fabricante, que descreve seus parâmetros de projeto. Estudá-los ajudará você a comprar um dispositivo que se encaixa exatamente no seu equipamento de aquecimento existente.
Comprimento do tubo de aquecimento
O comprimento do tubo é uma das principais características que determinam a eficiência do dispositivo.
Seu grande comprimento com igual potência leva a um aumento na área de superfície do aquecedor elétrico e uma aceleração da troca de calor com o meio de trabalho. Isso tem um efeito positivo na durabilidade do elemento de aquecimento e na taxa de circulação do refrigerante.
Elementos de aquecimento com tubo longo são ideais para instalação em registros caseiros, que são convenientes para aquecer grandes salas e anexos
É desejável que o tubo percorra todo o comprimento da área de trabalho do aquecedor, não atingindo a parede oposta em 6-10 cm, esta recomendação permitirá que você aqueça o refrigerante de maneira rápida e uniforme.
Disponibilidade de funcionalidade adicional
Nem sempre é necessário pagar a mais por recursos adicionais de elementos de aquecimento. Se o aquecedor for usado como aquecedor auxiliar e não tiver automação embutida, faz sentido comprar um modelo com termostato.
Mas se o radiador ou convector elétrico tiver seus próprios sensores de temperatura e mecanismos de controle de temperatura, as funções adicionais permanecerão não reclamadas.
A electrónica incorporada na ficha do elemento de aquecimento deve ter mecanismos de segurança para que, em caso de avaria da placa de controlo, não ocorra incêndio
Portanto, é recomendável comprar aquecedores elétricos caros com automação embutida apenas se houver uma necessidade clara de tal equipamento. Se você precisar de uma seleção individual da temperatura de fundo, é melhor comprar um termostato em uma tomada, que pode ser usado periodicamente.
Quanto aos fabricantes de elementos de aquecimento, sua escolha não é fundamental. Os principais fornecedores são empresas da Rússia, Ucrânia, Turquia e Itália. A qualidade de seus produtos é quase a mesma, então não há motivo para pagar a mais pela marca.
Elementos de aquecimento para radiadores de aquecimento
Em radiadores - baterias de ferro fundido ou alumínio - os elementos de aquecimento são instalados para estabilizar a temperatura durante os períodos em que o fornecimento de calor centralizado é desligado ou para aquecimento adicional do ambiente. Esse aquecimento à noite pode ser bastante benéfico se um medidor de eletricidade de duas taxas for instalado na casa.
Os elementos de aquecimento para radiadores têm uma flange fina e um elemento de aquecimento estreito. Eles são equipados com um invólucro especial que protege contra a entrada de água. Um termostato capilar ajuda a regular o aquecimento e dois sensores de temperatura protegem o produto de superaquecimento. Muitos modelos de elementos de aquecimento modernos estão equipados com funções convenientes e necessárias: "Turbo" - para um aquecimento rápido da divisão e "Anti-congelamento" - para evitar o degelo do sistema de aquecimento. Esta função destina-se à manutenção a longo prazo da temperatura não inferior a +10 graus.
Instalar um elemento de aquecimento em um radiador é fácil. É necessário retirar o tampão da flange inferior e aparafusar o elemento de aquecimento neste orifício. Em seguida, você deve instalar o termostato e conectar o dispositivo a uma rede aterrada. A instalação de elementos de aquecimento em um sistema de aquecimento centralizado à base de água tem muitas vantagens:
- protege o sistema de congelamento em casos de desligamento de emergência;
- permite ajustar com precisão a temperatura da sala;
- consome eletricidade economicamente devido à operação por impulso;
- preço baixo com uma grande seleção de modelos.
