Los elementos calefactores eléctricos no han cambiado su diseño durante décadas y siguen siendo demandados en los equipos de calefacción. La forma de estos dispositivos, los materiales de construcción están cambiando, pero el principio de funcionamiento y eficiencia permanecen sin cambios. Para una selección competente, la información sobre las diferencias y características es útil. ¿Estás de acuerdo?
Aprenderá qué son y cómo funcionan los elementos calefactores para calentar. Describimos en detalle los tipos de elementos calefactores, brindamos argumentos indiscutibles para una elección razonable del tipo óptimo. Teniendo en cuenta nuestras recomendaciones, adquirirá el dispositivo requerido sin errores.
Propósito de calentar elementos calefactores.
Los elementos calefactores eléctricos han ganado popularidad debido a su versatilidad y alta eficiencia. Toda la electricidad que consumen se utiliza para el propósito previsto: calentar el espacio circundante.
Los principales dispositivos de calefacción donde se utilizan elementos calefactores son:
- Calentadores de aceite eléctricos portátiles y estacionarios.
- Radiadores de calentamiento de agua.
- Toalleros calefactables para el baño.
- Chimeneas electricas.
- Convectores eléctricos.
- Calderas eléctricas.
El equipo especificado se puede utilizar como fuente de calefacción principal o adicional. Es económico, fácil de instalar y no requiere habilidades especiales durante su funcionamiento.
Puede conectar el elemento calefactor a un radiador de calefacción central de hierro fundido después de desconectar el elevador común. Dicho dispositivo se puede utilizar para calefacción principal y adicional.
¿Qué es un elemento calefactor para calentar?
Los elementos calefactores eléctricos son elementos calefactores que se colocan en el líquido dentro del radiador. Calientan un líquido: agua, aceite o un agente especial que circula por el sistema de calefacción. Al pasar a través de las tuberías, el líquido calentado emite calor al medio ambiente y regresa al elemento calefactor. Se pueden instalar en radiadores de agua caliente, calentadores de infrarrojos o en calderas de calefacción. Se producen elementos calefactores de varios tipos y modificaciones. En todos ellos, el elemento calefactor está protegido de manera confiable contra la entrada de agua y, además, está cubierto con una capa de galvanizado. Todas estas medidas sirven para evitar descargas eléctricas accidentales a las personas.
Disposición interna de calentadores eléctricos.
Es conveniente considerar el dispositivo en el ejemplo de un modelo tubular. El calentador eléctrico es un tubo de cerámica o metal relleno de un conductor térmico con una espiral ubicada en su interior. En el lugar donde se fija el tubo a la brida, existen casquillos aislantes que imposibilitan que la espiral conductora entre en contacto con el cuerpo del elemento calefactor.
En la mayoría de los modelos de elementos calefactores, se utilizan componentes similares, sin embargo, su durabilidad puede diferir dependiendo de la calidad de construcción.
El calentador eléctrico se sujeta principalmente con una conexión de brida, lo que permite sellar el entorno interno del calentador del espacio externo. La desventaja de este diseño es la imposibilidad de reemplazar la bobina cuando se quema internamente.
El principio de funcionamiento de los elementos calefactores.
El elemento calefactor funciona según el siguiente principio. Cuando se conecta a la red, la bobina interior se calienta y la energía se transfiere al conductor térmico y a la cubierta exterior. Posteriormente, el calor se transfiere al líquido, aire o material sólido circundante.
Al calentar un elemento calefactor sumergido en aceite o agua, se crean flujos de convección alrededor del tubo, que mezclan el refrigerante y contribuyen a su calentamiento uniforme.
Las calderas eléctricas son reconocidas por su fiabilidad y facilidad de mantenimiento. No tienen muchas partes complejas, por lo que son fáciles de operar y mantener.
En los calentadores que no son de líquido, la temperatura de calentamiento suele estar limitada para no dañar las partes circundantes y provocar un incendio.
Para acelerar la transferencia de calor, a menudo usan un ventilador que hace circular el aire tanto dentro del dispositivo como en la habitación circundante.
Tipos de elementos calefactores para dispositivos calefactores.
La simplicidad de fabricar elementos calefactores no siempre se convierte en comodidad para los usuarios. Muchos fabricantes producen calentadores eléctricos con una forma y un accesorio específicos. En caso de avería, es bastante complicado comprarlos en la tienda. Por lo tanto, para la elección correcta, es necesario estudiar todas las opciones de diseño posibles.
Modelos tubulares para calefacción doméstica
El diseño tubular de los calentadores eléctricos es el más común en los calentadores de aceite móviles, radiadores eléctricos portátiles y de pared. La transferencia de calor en ellos puede ocurrir usando: convección, radiación infrarroja o conducción térmica.
Los elementos calefactores confeccionados con un regulador y su propio cable de alimentación se pueden comprar solo si está seguro de que la longitud del cable será suficiente
La forma y la longitud del tubo en tales dispositivos puede ser cualquiera y está dictada solo por las características del diseño. Por ejemplo, el elemento calefactor de un calentador microtérmico es una bobina ubicada detrás de una placa mineral. Cuando se calienta, la placa emite calor infrarrojo.
Las características más comunes son:
- diámetro - 5-18 mm;
- longitud - 200-6000 mm;
- material de la carcasa: acero, acero inoxidable, cerámica, cobre;
- potencia - 0.3-2.5 kW.
Los elementos calefactores con una capacidad de más de 2,5 kW no se utilizan en los aparatos de calefacción domésticos, porque el cableado del apartamento simplemente no puede soportar una carga mayor.
Versión acanalada de calentadores eléctricos.
Los dispositivos acanalados son una modificación del elemento calefactor tubular. Su característica es la presencia de muchas placas de acero delgadas a lo largo de toda la longitud del dispositivo. Este diseño aumenta drásticamente el área de contacto con el medio ambiente, proporcionando una alta tasa de calentamiento.
Los elementos calefactores acanalados son más caros, exigen el volumen del espacio de trabajo, pero proporcionan características de consumo más altas de los equipos de calefacción.
Los modelos con aletas se utilizan principalmente en calentadores para calentar el aire. Proporcionan un rápido aumento de la temperatura ambiente, especialmente con un ventilador incorporado.
Diseños de bloques de elementos calefactores.
La versión de bloque representa varios calentadores tubulares combinados sobre la base de un solo soporte.
Al elegir elementos calefactores en bloque, se debe prestar especial atención a su potencia y a la capacidad de una caldera con bomba para eliminar el calor.
Este diseño se utiliza cuando se combinan dos factores:
- La necesidad de una mayor potencia del dispositivo y una alta tasa de calentamiento del medio de trabajo.
- La imposibilidad de una transferencia rápida de energía térmica de la espiral al medio ambiente debido a la pequeña área de la capa exterior.
De hecho, en un elemento calefactor de bloque, la carga en cada tubo calefactor disminuye y aumenta la tasa de transferencia de calor. Dichos dispositivos forman parte de calderas de calefacción doméstica e instalaciones de calefacción eléctrica industrial.
La potencia de los modelos de bloque puede ser de 5 a 10 kW, por lo tanto, cuando se colocan en un apartamento, se debe colocar un cable eléctrico adicional en la habitación.
Dispositivos de tipo cartucho
Los elementos calefactores de cartucho tienen la forma de un tubo con un extremo libre, lo que se debe a la peculiaridad de su instalación. La carcasa exterior suele estar hecha de acero pulido para garantizar el máximo contacto con el material circundante. Dichos tubos se insertan firmemente en el orificio correspondiente del calentador.
La principal desventaja de los elementos calefactores de cartucho es el área pequeña de la superficie de transferencia de calor, que requiere el uso de métodos específicos para eliminar la energía térmica.
La fijación de los modelos de cartucho se realiza principalmente mediante una conexión de brida. Por lo general, se utilizan en la industria para calentar las partes de trabajo de las extrusoras.
Existen otros tipos estructurales de elementos calefactores, pero se utilizan principalmente en la producción industrial y no afectan el tema en cuestión.
Elementos calefactores para calderas de calefacción.
El elemento calefactor se puede instalar en una caldera de calefacción eléctrica o combinada. En la caldera eléctrica, el elemento calefactor es la única fuente de calor, en el combustible principal combinado es sólido: madera, carbón, briquetas.
El elemento calefactor en una caldera de combustible sólido juega un papel auxiliar, manteniendo la temperatura en ausencia de combustible. Es muy conveniente usar tales calderas en casas de verano y casas de campo, cuando no es necesario mantener constantemente una temperatura agradable en la casa.
La caldera se puede encender constantemente en el modo de mantener la temperatura mínima, lo que no permite que el sistema de calefacción se descongele. La transición de la caldera de combustible sólido a calefacción eléctrica se produce automáticamente cuando se alcanza una determinada temperatura. La instalación de una caldera mixta requiere precauciones de seguridad. Por lo tanto, la caldera debe instalarse en una habitación separada con buena ventilación. Dado que la caldera es pesada, debe instalarse sobre una base sólida de hormigón. La habitación debe tener una chimenea con buen tiro.
Funciones adicionales de los calentadores eléctricos.
Arriba, se consideraron los diseños más simples de dispositivos que no tienen ningún mecanismo de ajuste incorporado.
La unidad de termorregulación puede tener automatización mecánica o electrónica. Este último es más preciso, pero exigente con los parámetros de la red eléctrica doméstica.
Pero los calentadores de agua eléctricos pueden equiparse con la automatización más simple que proporciona al dispositivo funciones adicionales.
Éstos incluyen:
- Termorregulación... Los elementos calefactores con termostato incorporado para calefacción tienen un sensor de temperatura que se activa cuando el medio de trabajo se calienta a un cierto nivel. El calentador eléctrico se regula desde el exterior de la brida.
- Anticongelante... Esta función la proporciona un termostato simplificado que solo funciona cuando la temperatura desciende a 0-2 ° C. Evita que el agua se congele en las tuberías de calefacción, consumiendo un mínimo de electricidad.
- Calefacción turbo, que proporciona un calentamiento forzado del entorno de trabajo en la puesta en marcha inicial del equipo. Debe recordarse que el cableado eléctrico de la habitación debe soportar un aumento de potencia a corto plazo.
No hay tantos dispositivos que admitan funciones adicionales, porque a menudo la regulación del funcionamiento de los dispositivos de calefacción en su conjunto se lleva a cabo utilizando una unidad de automatización separada.
La elección correcta del modelo de elemento calefactor.
Al comprar un elemento calefactor, el comprador debe conocer una serie de características técnicas:
- la potencia requerida del dispositivo;
- longitud, diámetro y forma del tubo;
- la longitud de la campana aislante;
- largo total;
- tipo de conección;
- método de fijación.
Para calcular la potencia del elemento calefactor diseñado para calentar agua de un cierto volumen, use la fórmula:
P = 0,0011 × m × (tK-tH) / T, donde
P es la potencia del elemento calentado, medida en kW;
m es la masa del refrigerante calentado que circula en el dispositivo, en kilogramos;
tH - temperatura inicial del agua o líquido, en ° C;
tK - temperatura final del agua o líquido, en ° C;
T es el tiempo de calentamiento del agua o del líquido.
Elemento calefactor en un radiador calefactor - revisión de video:
¿Cómo elegir un elemento calefactor para equipos de calefacción?
Al elegir un elemento calefactor para reemplazarlo en un calentador de agua o en un radiador, debe prestar atención a su potencia, diseño, longitud del tubo y la disponibilidad de características adicionales. Por lo tanto, antes de comprar, debe conocer todo lo posible sobre todas sus características.
Cálculo de la potencia del dispositivo.
La gran potencia del elemento calefactor no siempre es una cualidad positiva.
Al elegir, es importante considerar varios factores que están relacionados con el nivel de consumo de energía:
- la potencia máxima de transferencia de calor del calentador en su conjunto;
- capacidades de cableado eléctrico;
- el volumen de la habitación.
No puede comprar un dispositivo con una potencia superior al 75% del nivel máximo de transferencia de calor del equipo de calefacción.
Por ejemplo, hay un radiador con 10 secciones, cada una de las cuales emite 150 vatios de calor al aire, un total de 1,5 kW. Cuando se instala un calentador eléctrico con una potencia de 2 kW, la superficie de la batería no podrá ceder rápidamente toda la energía generada. Como resultado, el elemento calefactor se apagará constantemente debido al sobrecalentamiento.
La razón de la rápida avería del elemento calefactor puede ser una elección incorrecta de la potencia del dispositivo. Como resultado del sobrecalentamiento sistémico de la bobina, se quema con el tiempo.
En apartamentos con cableado desgastado, la carga constante en la toma de corriente no debe exceder los 1.5-2 kW, de lo contrario, puede incendiarse y tener consecuencias tristes. Por lo tanto, antes de comprar un elemento calefactor, debe verificar el estado del cableado y, si es necesario, desmontar el anterior y colocar una nueva red eléctrica.
Cuando se resuelva el problema con la electricidad y las capacidades del equipo, puede comenzar a calcular la potencia requerida para mantener una temperatura agradable en la habitación.
En casas y apartamentos bien aislados, un nivel de 40 W / m3 será suficiente. Y si hay huecos en las ventanas, la potencia de calefacción debe aumentarse a 60-80 W / m3. Puede comprar un modelo específico solo después de tener en cuenta todos los factores energéticos anteriores.
Consideración de las características del diseño.
La mayoría de los elementos calefactores tienen una carcasa de acero aleado, que proporciona fuerza y resistencia a la corrosión. Los dispositivos de cobre se utilizan principalmente en calentadores de agua, aunque no existen restricciones para su uso en radiadores caseros.
En los radiadores de hierro fundido y acero, no es deseable el uso de elementos calefactores hechos de metales no ferrosos. Esto puede provocar un desgaste acelerado de materiales y conexiones.
Además, al elegir, es necesario tener en cuenta la dirección de la rosca del enchufe, que puede ser derecha o izquierda. Los diferentes modelos de calentadores eléctricos también difieren en el diámetro de las bridas. Pueden variar en tamaño de 0,5 a 1,25 pulgadas.
Por lo general, se adjunta una breve instrucción a un elemento calefactor de un buen fabricante, que describe sus parámetros de diseño. Estudiarlos le ayudará a comprar un dispositivo que se ajuste exactamente a su equipo de calefacción existente.
Longitud del tubo de calentamiento
La longitud del tubo es una de las principales características que determinan la eficiencia del dispositivo.
Su gran longitud con igual potencia conduce a un aumento en el área de superficie del calentador eléctrico y una aceleración del intercambio de calor con el medio de trabajo. Esto tiene un efecto positivo sobre la durabilidad del elemento calefactor y la velocidad de circulación del refrigerante.
Los elementos calefactores con tubo largo son ideales para la instalación en registros caseros, que son convenientes para calentar habitaciones grandes y dependencias.
Es aconsejable que el tubo recorra toda la longitud del área de trabajo del calentador, sin llegar a la pared opuesta de 6 a 10 cm. Esta recomendación le permitirá calentar el refrigerante de manera rápida y uniforme.
Disponibilidad de funcionalidad adicional
No siempre es necesario pagar de más por características adicionales de los elementos calefactores. Si el calentador se usa como calentador auxiliar y no tiene su propia automatización incorporada, entonces tiene sentido comprar un modelo con termostato.
Pero si el radiador o convector eléctrico tiene sus propios sensores de temperatura y mecanismos de control de temperatura, las funciones adicionales permanecerán sin reclamar.
La electrónica incorporada en el enchufe del elemento calefactor debe tener mecanismos de seguridad para que, en caso de avería del tablero de control, no se produzca un incendio.
Por lo tanto, se recomienda comprar calentadores eléctricos costosos con automatización incorporada solo si existe una clara necesidad de dicho equipo. Si necesita una selección individual del fondo de temperatura, es mejor comprar un termostato en una toma de corriente, que se puede usar periódicamente.
En cuanto a los fabricantes de elementos calefactores, su elección no es fundamental. Los principales proveedores son empresas de Rusia, Ucrania, Turquía e Italia. La calidad de sus productos es casi la misma, por lo que no tiene sentido pagar de más por la marca.
Elementos calefactores para calentar radiadores
En los radiadores, baterías de hierro fundido o de aluminio, se instalan elementos calefactores para estabilizar la temperatura durante los períodos en que el suministro de calor centralizado está apagado o para calentar adicionalmente la habitación. Esta calefacción nocturna puede ser muy beneficiosa si se instala un medidor de electricidad de dos velocidades en la casa.
Los elementos calefactores para radiadores tienen una brida delgada y un elemento calefactor estrecho. Están equipados con una carcasa especial que protege contra la entrada de agua. Un termostato capilar ayuda a regular el calentamiento y dos sensores de temperatura protegen el producto del sobrecalentamiento. Muchos modelos de elementos calefactores modernos están equipados con funciones convenientes y necesarias: "Turbo" - para calentar rápidamente la habitación y "Anticongelante" - para evitar la descongelación del sistema de calefacción. Esta función está destinada al mantenimiento a largo plazo de la temperatura no inferior a +10 grados.
Instalar un elemento calefactor en un radiador es fácil. Es necesario quitar el tapón de la brida inferior y atornillar el elemento calefactor en este orificio. Luego, debe instalar el termostato y conectar el dispositivo a una red con conexión a tierra. La instalación de elementos calefactores en un sistema de calefacción centralizado a base de agua tiene muchas ventajas:
- protege el sistema de la congelación en casos de parada de emergencia;
- le permite ajustar con precisión la temperatura ambiente;
- consume electricidad económicamente debido al funcionamiento por impulso;
- precio bajo con una gran selección de modelos.
