Các yếu tố sưởi ấm bằng điện đã không thay đổi thiết kế của chúng trong nhiều thập kỷ và vẫn được yêu cầu trong các thiết bị sưởi ấm. Hình dạng của các thiết bị, vật liệu xây dựng này ngày càng thay đổi nhưng nguyên lý hoạt động và hiệu quả vẫn không thay đổi. Đối với một lựa chọn có thẩm quyền, thông tin về sự khác biệt và đặc điểm là hữu ích. Bạn có đồng ý không?
Bạn sẽ tìm hiểu chúng là gì và các phần tử sưởi hoạt động như thế nào để sưởi ấm. Chúng tôi đã mô tả chi tiết các loại bộ phận làm nóng, đưa ra những lý lẽ không thể chối cãi để có sự lựa chọn hợp lý về loại tối ưu. Có tính đến các đề xuất của chúng tôi, bạn sẽ có được thiết bị cần thiết mà không có lỗi.
Mục đích của việc đốt nóng các phần tử gia nhiệt
Các yếu tố sưởi ấm bằng điện đã trở nên phổ biến do tính linh hoạt và hiệu quả cao của chúng. Tất cả điện năng họ tiêu thụ được sử dụng cho mục đích dự định của họ - để sưởi ấm không gian xung quanh.
Các thiết bị sưởi ấm chính mà các phần tử sưởi ấm được sử dụng là:
- Máy sưởi dầu điện di động và cố định.
- Bộ tản nhiệt làm nóng nước.
- Thanh treo khăn sưởi cho phòng tắm.
- Lò sưởi điện.
- Máy đối lưu điện.
- Nồi hơi điện.
Thiết bị được chỉ định có thể được sử dụng làm nguồn sưởi chính hoặc bổ sung. Nó không tốn kém, dễ cài đặt và không yêu cầu kỹ năng đặc biệt trong quá trình vận hành.
Bạn có thể kết nối bộ phận làm nóng với bộ tản nhiệt làm nóng trung tâm bằng gang sau khi ngắt kết nối bộ tăng nhiệt chung. Một thiết bị như vậy có thể được sử dụng để sưởi ấm chính và bổ sung.
Bộ phận làm nóng để sưởi ấm là gì?
Các bộ phận làm nóng bằng điện là các bộ phận làm nóng được đặt trong chất lỏng bên trong bộ tản nhiệt. Chúng làm nóng chất lỏng: nước, dầu hoặc một tác nhân đặc biệt lưu thông qua hệ thống sưởi. Đi qua các đường ống, chất lỏng được đốt nóng sẽ tỏa nhiệt ra môi trường và quay trở lại bộ phận đốt nóng. Chúng có thể được lắp đặt trong bộ tản nhiệt nước nóng, bộ sưởi hồng ngoại, hoặc trong nồi hơi sưởi ấm. Các yếu tố sưởi ấm của nhiều loại và sửa đổi khác nhau được sản xuất. Trong tất cả chúng, bộ phận làm nóng được bảo vệ đáng tin cậy khỏi sự xâm nhập của nước và được phủ thêm một lớp mạ kẽm. Tất cả các biện pháp này đều có tác dụng ngăn ngừa sự cố điện giật cho con người.
Bố trí bên trong của lò sưởi điện
Thật tiện lợi khi xem xét thiết bị trên ví dụ về mô hình hình ống. Lò sưởi điện là một ống sứ hoặc kim loại chứa đầy chất dẫn nhiệt có hình xoắn ốc nằm bên trong. Ở chỗ cố định ống với mặt bích có các ống lót cách điện làm cho xoắn dẫn điện không thể tiếp xúc với thân bộ phận sinh nhiệt.
Trong hầu hết các mô hình của bộ phận sưởi ấm, các thành phần tương tự được sử dụng, tuy nhiên, độ bền của chúng có thể khác nhau tùy thuộc vào chất lượng cấu trúc
Lò sưởi điện được gắn chặt chủ yếu bằng kết nối mặt bích, giúp ngăn cách môi trường bên trong của lò sưởi với không gian bên ngoài. Nhược điểm của thiết kế này là không thể thay thế cuộn dây khi nó cháy bên trong.
Nguyên lý hoạt động của các bộ phận làm nóng
Bộ phận phát nhiệt hoạt động theo nguyên lý sau. Khi kết nối với mạng, cuộn dây bên trong được đốt nóng và năng lượng được truyền đến dây dẫn nhiệt và vỏ bọc bên ngoài. Sau đó, nhiệt được truyền sang chất lỏng, không khí hoặc chất rắn xung quanh.
Khi làm nóng một phần tử gia nhiệt được ngâm trong dầu hoặc nước, các dòng đối lưu được tạo ra xung quanh ống, các dòng này trộn chất làm mát và góp phần làm nóng đồng đều của nó.
Nồi hơi điện nổi tiếng về độ tin cậy và khả năng bảo trì. Chúng không có nhiều bộ phận phức tạp nên rất dễ vận hành và bảo trì.
Trong các máy sưởi không dùng chất lỏng, nhiệt độ sưởi thường được giới hạn để không làm hỏng các bộ phận xung quanh và không gây ra hỏa hoạn.
Để tăng tốc độ truyền nhiệt, họ thường sử dụng quạt giúp luân chuyển không khí cả bên trong thiết bị và phòng xung quanh.
Các loại bộ phận làm nóng cho các thiết bị sưởi
Không phải lúc nào sự đơn giản trong việc chế tạo các bộ phận làm nóng cũng biến thành sự tiện lợi cho người dùng. Nhiều nhà sản xuất sản xuất lò sưởi điện với hình dạng và phần đính kèm cụ thể. Trong trường hợp bị hỏng, bạn sẽ khá khó mua chúng trong cửa hàng. Vì vậy, để có sự lựa chọn chính xác, cần phải nghiên cứu tất cả các phương án thiết kế có thể.
Mô hình hình ống để sưởi ấm trong nước
Thiết kế hình ống của máy sưởi điện là phổ biến nhất trong máy sưởi dầu di động, tản nhiệt điện di động và treo tường. Sự truyền nhiệt trong chúng có thể xảy ra bằng cách sử dụng: đối lưu, bức xạ hồng ngoại hoặc dẫn nhiệt.
Bạn chỉ có thể mua các bộ phận làm nóng làm sẵn với bộ điều chỉnh và dây nguồn riêng nếu bạn chắc chắn rằng độ dài của dây là đủ
Hình dạng và chiều dài của ống trong các thiết bị như vậy có thể là bất kỳ và chỉ được quyết định bởi các đặc điểm thiết kế. Ví dụ, bộ phận làm nóng của lò sưởi micatremic là một cuộn dây nằm phía sau tấm khoáng chất. Khi được đốt nóng, tấm phát ra nhiệt hồng ngoại.
Các đặc điểm chung nhất là:
- đường kính - 5-18 mm;
- chiều dài - 200-6000 mm;
- chất liệu vỏ - thép, thép không gỉ, gốm sứ, đồng;
- công suất - 0,3-2,5 kW.
Các phần tử sưởi có công suất lớn hơn 2,5 kW không được sử dụng trong các thiết bị sưởi gia dụng, bởi vì hệ thống dây điện trong căn hộ chỉ đơn giản là không thể chịu được tải trọng lớn hơn.
Phiên bản có gân của máy sưởi điện
Thiết bị có gân là một sửa đổi của bộ phận làm nóng hình ống. Đặc điểm của chúng là sự hiện diện của nhiều tấm thép mỏng dọc theo toàn bộ chiều dài của thiết bị. Thiết kế này giúp tăng đáng kể diện tích tiếp xúc với môi trường, mang lại tốc độ gia nhiệt cao.
Các bộ phận sưởi ấm có gân đắt hơn, đòi hỏi thể tích của không gian làm việc, nhưng cung cấp các đặc tính tiêu dùng cao hơn của thiết bị sưởi
Các mô hình vây được sử dụng chủ yếu trong máy sưởi để sưởi ấm không khí. Chúng làm tăng nhiệt độ trong phòng nhanh chóng, đặc biệt là khi có quạt tích hợp.
Thiết kế khối của các yếu tố sưởi ấm
Phiên bản khối đại diện cho một số máy sưởi hình ống được kết hợp trên cơ sở một giá treo duy nhất.
Khi chọn các phần tử gia nhiệt khối, cần đặc biệt chú ý đến công suất của chúng và khả năng loại bỏ nhiệt của lò hơi có bơm.
Thiết kế này được sử dụng khi hai yếu tố được kết hợp:
- Nhu cầu tăng công suất của thiết bị và tốc độ đốt nóng môi chất làm việc cao.
- Không thể truyền nhanh nhiệt năng từ đường xoắn ốc ra môi trường do diện tích vỏ ngoài nhỏ.
Thực tế, trong bộ phận gia nhiệt dạng khối, tải trọng trên mỗi ống gia nhiệt giảm và tốc độ truyền nhiệt tăng lên. Các thiết bị như vậy là một phần của nồi hơi sưởi ấm trong nước và hệ thống sưởi điện công nghiệp.
Công suất của các mô hình khối có thể là 5-10 kW, do đó, khi chúng được đặt trong một căn hộ, một dây cáp điện bổ sung phải được kéo vào phòng.
Thiết bị loại hộp mực
Các phần tử làm nóng hộp mực có dạng ống với một đầu tự do, đó là do tính chất đặc biệt của việc lắp đặt chúng. Vỏ ngoài thường được làm bằng thép đánh bóng để đảm bảo tiếp xúc tối đa với vật liệu xung quanh. Các ống như vậy được lắp chặt vào lỗ tương ứng của lò sưởi.
Nhược điểm chính của các bộ phận làm nóng hộp mực là diện tích bề mặt truyền nhiệt nhỏ, đòi hỏi phải sử dụng các phương pháp cụ thể để loại bỏ năng lượng nhiệt
Việc cố định các mô hình hộp mực được thực hiện chủ yếu bằng cách sử dụng kết nối mặt bích. Chúng thường được sử dụng trong công nghiệp để làm nóng các bộ phận làm việc của máy đùn.
Có các loại cấu trúc khác của các phần tử sưởi ấm, nhưng chúng được sử dụng chủ yếu trong sản xuất công nghiệp và không ảnh hưởng đến chủ đề đang được xem xét.
Các yếu tố gia nhiệt để sưởi ấm nồi hơi
Phần tử gia nhiệt có thể được lắp đặt trong một nồi hơi đốt nóng bằng điện hoặc kết hợp. Trong lò hơi điện, bộ phận đốt nóng là nguồn nhiệt duy nhất, trong nhiên liệu chính kết hợp là chất rắn - gỗ, than đá, than bánh.
Bộ phận gia nhiệt trong lò hơi đốt nhiên liệu rắn đóng vai trò phụ trợ, duy trì nhiệt độ trong điều kiện thiếu nhiên liệu. Rất tiện lợi khi sử dụng các nồi hơi như vậy trong các ngôi nhà nhỏ kiểu nông thôn và nhà nông thôn mùa hè, khi không cần phải liên tục duy trì nhiệt độ thoải mái trong nhà.
Lò hơi có thể được bật liên tục ở chế độ duy trì nhiệt độ tối thiểu, điều này không cho phép hệ thống sưởi bị rã đông. Quá trình chuyển đổi lò hơi từ nhiên liệu rắn sang đốt nóng bằng điện diễn ra tự động khi đạt đến nhiệt độ nhất định. Việc lắp đặt một nồi hơi combi cần có các biện pháp phòng ngừa an toàn. Vì vậy, lò hơi phải được lắp đặt trong một phòng riêng biệt với hệ thống thông gió tốt. Vì lò hơi nặng nên nó phải được lắp đặt trên nền bê tông vững chắc. Phòng phải có ống khói với gió lùa tốt.
Các chức năng bổ sung của lò sưởi điện
Trên đây, những thiết kế đơn giản nhất của thiết bị được coi là không có bất kỳ cơ chế điều chỉnh tích hợp nào.
Bộ điều chỉnh nhiệt có thể có tự động hóa cơ hoặc điện tử. Loại thứ hai chính xác hơn, nhưng yêu cầu cao về các thông số của mạng điện gia đình.
Nhưng máy nước nóng điện có thể được trang bị tự động hóa đơn giản nhất để cung cấp cho thiết bị các chức năng bổ sung.
Bao gồm các:
- Điều hòa nhiệt độ... Các phần tử gia nhiệt có bộ điều chỉnh nhiệt tích hợp để sưởi ấm có cảm biến nhiệt độ được kích hoạt khi môi chất làm việc nóng lên đến một mức nhất định. Lò sưởi điện được điều chỉnh từ bên ngoài của mặt bích.
- Chống đóng băng... Chức năng này được cung cấp bởi một bộ điều chỉnh nhiệt đơn giản chỉ hoạt động khi nhiệt độ giảm xuống 0-2 ° C. Nó ngăn không cho nước đóng băng trong các đường ống sưởi ấm, tiêu thụ điện năng tối thiểu.
- Sưởi ấm nhanh, cung cấp nhiệt cưỡng bức của môi trường làm việc khi khởi động thiết bị ban đầu. Cần phải nhớ rằng hệ thống dây điện của phòng phải chịu được sự gia tăng điện trong thời gian ngắn.
Không có quá nhiều thiết bị hỗ trợ các chức năng bổ sung, bởi vì thường quy định hoạt động của các thiết bị sưởi ấm nói chung được thực hiện bằng cách sử dụng một bộ phận tự động hóa riêng biệt.
Sự lựa chọn chính xác của mô hình phần tử sưởi ấm
Đi mua một bộ phận sưởi ấm, người mua cần biết một số đặc tính kỹ thuật:
- công suất yêu cầu của thiết bị;
- chiều dài, đường kính và hình dạng của ống;
- chiều dài của mui xe cách nhiệt;
- Tổng chiều dài;
- kiểu kết nối;
- phương pháp buộc chặt.
Để tính toán công suất của bộ phận gia nhiệt được thiết kế để đun nóng nước có thể tích nhất định, hãy sử dụng công thức:
P = 0,0011 × m × (tK-tH) / T, trong đó
P là công suất của phần tử bị nung nóng, tính bằng kW;
m là khối lượng của chất làm mát được gia nhiệt lưu thông trong thiết bị, tính bằng kilôgam;
tH - nhiệt độ ban đầu của nước hoặc chất lỏng, tính bằng ° C;
tK - nhiệt độ cuối cùng của nước hoặc chất lỏng, tính bằng ° C;
T là thời gian đun nóng của nước hoặc chất lỏng.
Bộ phận làm nóng trong bộ tản nhiệt - video đánh giá:
Làm thế nào để chọn một bộ phận sưởi ấm cho thiết bị sưởi ấm?
Khi chọn bộ phận làm nóng để thay thế trong máy nước nóng hoặc bộ tản nhiệt, bạn cần chú ý đến công suất, thiết kế, chiều dài ống và sự sẵn có của các tính năng bổ sung. Vì vậy, trước khi mua, bạn cần phải tìm hiểu càng nhiều càng tốt về tất cả các đặc điểm của nó.
Tính toán công suất của thiết bị
Công suất lớn của bộ phận làm nóng không phải lúc nào cũng có chất lượng tích cực.
Khi lựa chọn, điều quan trọng là phải xem xét một số yếu tố liên quan đến mức độ tiêu thụ năng lượng:
- công suất truyền nhiệt tối đa của lò sưởi nói chung;
- khả năng đi dây điện;
- thể tích của căn phòng.
Bạn không thể mua thiết bị có công suất lớn hơn 75% mức truyền nhiệt tối đa của thiết bị sưởi.
Ví dụ, có một bộ tản nhiệt có 10 phần, mỗi phần tỏa ra 150 watt nhiệt vào không khí, tổng cộng là 1,5 kW. Khi một lò sưởi điện có công suất 2 kW được lắp đặt trong đó, bề mặt của pin sẽ không thể nhanh chóng từ bỏ tất cả năng lượng được tạo ra. Kết quả là, bộ phận làm nóng sẽ liên tục tắt do quá nhiệt.
Nguyên nhân khiến bộ phận phát nhiệt nhanh hỏng có thể là do lựa chọn sai nguồn điện của thiết bị. Do quá nhiệt toàn thân của cuộn dây, nó bị cháy theo thời gian
Trong những căn hộ có hệ thống dây điện đã mòn, tải liên tục trên ổ cắm không được vượt quá 1,5-2 kW, nếu không nó có thể bắt lửa và dẫn đến hậu quả đáng buồn. Do đó, trước khi mua một bộ phận sưởi ấm, bạn cần phải kiểm tra tình trạng của hệ thống dây điện và nếu cần thiết, hãy tháo dỡ bộ phận cũ và đặt một lưới điện mới.
Khi vấn đề về điện và khả năng của thiết bị được giải quyết, bạn có thể bắt đầu tính toán công suất cần thiết để duy trì nhiệt độ thoải mái trong phòng.
Trong những ngôi nhà và căn hộ được cách nhiệt tốt, mức 40 W / m3 sẽ là đủ. Và nếu có khoảng trống trên cửa sổ, công suất sưởi nên được tăng lên 60-80 W / m3. Bạn chỉ có thể mua một mô hình cụ thể sau khi tính đến tất cả các yếu tố năng lượng trên.
Xem xét các tính năng thiết kế
Hầu hết các bộ phận làm nóng đều có vỏ thép hợp kim, mang lại sức mạnh và khả năng chống ăn mòn. Các thiết bị bằng đồng chủ yếu được sử dụng trong máy nước nóng, mặc dù không có hạn chế về việc sử dụng chúng trong bộ tản nhiệt tự chế.
Trong bộ tản nhiệt bằng gang và thép, việc sử dụng các bộ phận gia nhiệt làm bằng kim loại màu là không mong muốn. Điều này có thể dẫn đến sự mài mòn nhanh chóng của các vật liệu và kết nối.
Ngoài ra, khi lựa chọn, cần tính đến hướng của sợi dây cắm, có thể là bên phải hoặc bên trái. Các mô hình khác nhau của lò sưởi điện khác nhau về đường kính của mặt bích. Chúng có thể có kích thước từ 0,5 đến 1,25 inch.
Thông thường, một hướng dẫn ngắn được đính kèm với bộ phận gia nhiệt của một nhà sản xuất tốt, trong đó mô tả các thông số thiết kế của nó. Nghiên cứu chúng sẽ giúp bạn mua một thiết bị sẽ phù hợp chính xác với thiết bị sưởi hiện có của bạn.
Chiều dài ống sưởi
Chiều dài của ống là một trong những đặc điểm chính quyết định hiệu quả của thiết bị.
Chiều dài lớn của nó với công suất bằng nhau dẫn đến tăng diện tích bề mặt của lò sưởi điện và gia tốc trao đổi nhiệt với môi chất làm việc. Điều này có ảnh hưởng tích cực đến độ bền của bộ phận làm nóng và tốc độ lưu thông của chất làm mát.
Các bộ phận sưởi ấm với một ống dài là lý tưởng để lắp đặt trong các thanh ghi tự chế, thuận tiện cho việc sưởi ấm các phòng lớn và nhà phụ
Điều mong muốn là ống chạy dọc theo toàn bộ chiều dài của khu vực làm việc của lò sưởi, không chạm đến bức tường đối diện quá 6-10 cm. Khuyến nghị này sẽ cho phép bạn làm ấm nhanh chóng và đồng đều chất làm mát.
Tính khả dụng của chức năng bổ sung
Không phải lúc nào cũng cần phải trả quá nhiều cho các tính năng bổ sung của các bộ phận sưởi ấm. Nếu lò sưởi được sử dụng như một lò sưởi phụ và không có tính năng tự động hóa tích hợp riêng, thì việc mua một mô hình có bộ điều chỉnh nhiệt là hợp lý.
Nhưng nếu bộ tản nhiệt hoặc bộ đối lưu điện có cảm biến nhiệt độ và cơ chế kiểm soát nhiệt độ riêng, các chức năng bổ sung sẽ không có người nhận.
Các thiết bị điện tử gắn trong phích cắm của bộ phận phát nhiệt phải có cơ cấu an toàn để trong trường hợp bo mạch điều khiển bị hỏng, không xảy ra hỏa hoạn
Do đó, chỉ nên mua các lò sưởi điện đắt tiền có tích hợp tự động hóa khi có nhu cầu rõ ràng về thiết bị đó. Nếu bạn cần một lựa chọn riêng về nền nhiệt độ, tốt hơn là nên mua một bộ điều nhiệt trong ổ cắm, có thể được sử dụng định kỳ.
Đối với các nhà sản xuất các bộ phận sưởi ấm, sự lựa chọn của họ không phải là cơ bản. Các nhà cung cấp chính là các công ty từ Nga, Ukraine, Thổ Nhĩ Kỳ và Ý. Chất lượng sản phẩm của họ là như nhau, vì vậy không có lý do gì để trả tiền quá cao cho thương hiệu.
Các yếu tố làm nóng để sưởi ấm bộ tản nhiệt
Trong bộ tản nhiệt - pin bằng gang hoặc nhôm - các bộ phận làm nóng được lắp đặt để ổn định nhiệt độ trong thời gian nguồn cấp nhiệt tập trung bị tắt hoặc để sưởi ấm thêm cho căn phòng. Việc sưởi ấm như vậy vào ban đêm có thể khá có lợi nếu đồng hồ đo điện hai suất được lắp đặt trong nhà.
Các phần tử gia nhiệt cho bộ tản nhiệt có mặt bích mỏng và phần tử gia nhiệt hẹp. Chúng được trang bị một lớp vỏ đặc biệt chống lại sự xâm nhập của nước. Một bộ điều chỉnh nhiệt mao quản giúp điều chỉnh nhiệt và hai cảm biến nhiệt độ bảo vệ sản phẩm không bị quá nhiệt. Nhiều mẫu thiết bị sưởi hiện đại được trang bị các chức năng tiện lợi và cần thiết: "Turbo" - để làm nóng phòng nhanh chóng và "Chống đóng băng" - để ngăn hệ thống sưởi bị rã đông. Chức năng này nhằm mục đích duy trì lâu dài nhiệt độ không thấp hơn +10 độ.
Việc lắp đặt bộ phận làm nóng vào bộ tản nhiệt rất dễ dàng. Cần phải tháo phích cắm ra khỏi mặt bích dưới và vặn bộ phận gia nhiệt vào lỗ này. Sau đó, bạn nên cài đặt bộ điều nhiệt và kết nối thiết bị với mạng nối đất. Việc lắp đặt các phần tử sưởi ấm trong hệ thống sưởi ấm tập trung dựa trên nước có nhiều ưu điểm:
- bảo vệ hệ thống khỏi bị đóng băng trong các trường hợp tắt khẩn cấp;
- cho phép bạn điều chỉnh chính xác nhiệt độ trong phòng;
- tiêu thụ điện tiết kiệm do hoạt động xung kích;
- giá thấp với nhiều lựa chọn mô hình.
