Les éléments chauffants électriques n'ont pas changé de conception depuis des décennies et restent en demande dans les équipements de chauffage. La forme de ces appareils, les matériaux de construction changent, mais le principe de fonctionnement et d'efficacité restent inchangés. Pour une sélection compétente, des informations sur les différences et les caractéristiques sont utiles. Êtes-vous d'accord?
Vous apprendrez ce qu'ils sont et comment les éléments chauffants fonctionnent pour le chauffage. Nous avons décrit en détail les types d'éléments chauffants, donné des arguments incontestables pour un choix raisonnable du type optimal. En tenant compte de nos recommandations, vous acquerrez l'appareil requis sans erreur.
But des éléments chauffants chauffants
Les éléments chauffants électriques ont gagné en popularité en raison de leur polyvalence et de leur rendement élevé. Toute l'électricité qu'ils consomment est consommée aux fins prévues - pour chauffer l'espace environnant.
Les principaux appareils de chauffage où des éléments chauffants sont utilisés sont:
- Réchauffeurs d'huile électriques portables et stationnaires.
- Radiateurs de chauffage à eau.
- Sèche-serviettes chauffants pour la salle de bain.
- Cheminées électriques.
- Convecteurs électriques.
- Chaudières électriques.
L'équipement spécifié peut être utilisé comme source de chauffage principale ou supplémentaire. Il est peu coûteux, facile à installer et ne nécessite pas de compétences particulières pendant son fonctionnement.
Vous pouvez connecter l'élément chauffant à un radiateur de chauffage central en fonte après avoir déconnecté la colonne montante commune. Un tel dispositif peut être utilisé pour le chauffage principal et supplémentaire.
Qu'est-ce qu'un élément chauffant pour chauffer?
Les éléments chauffants électriques sont des éléments chauffants placés dans le liquide à l'intérieur du radiateur. Ils chauffent un liquide: de l'eau, de l'huile ou un agent spécial circulant dans le système de chauffage. En passant à travers les tuyaux, le liquide chauffé dégage de la chaleur dans l'environnement et retourne à l'élément chauffant. Ils peuvent être installés dans des radiateurs à eau chaude, des radiateurs infrarouges ou des chaudières de chauffage. Des éléments chauffants de divers types et modifications sont produits. Dans chacun d'eux, l'élément chauffant est protégé de manière fiable contre les infiltrations d'eau et est en outre recouvert d'une couche de galvanisation. Toutes ces mesures servent à éviter les chocs électriques accidentels aux personnes.
Disposition interne des radiateurs électriques
Il convient de considérer l'appareil sur l'exemple d'un modèle tubulaire. Un radiateur électrique est un tube en céramique ou en métal rempli d'un conducteur thermique avec une spirale située à l'intérieur. À l'endroit où le tube est fixé à la bride, il y a des traversées isolantes qui empêchent la spirale conductrice d'entrer en contact avec le corps de l'élément chauffant.
Dans la plupart des modèles d'éléments chauffants, des composants similaires sont utilisés, cependant, leur durabilité peut différer en fonction de la qualité de fabrication
Le radiateur électrique est fixé principalement avec une connexion à bride, ce qui permet de sceller l'environnement interne du radiateur de l'espace externe. L'inconvénient de cette conception est l'impossibilité de remplacer la bobine lorsqu'elle brûle en interne.
Le principe de fonctionnement des éléments chauffants
L'élément chauffant fonctionne selon le principe suivant. Lorsqu'elle est connectée au réseau, la bobine intérieure est chauffée et l'énergie est transférée au conducteur thermique et à la gaine extérieure. Par la suite, la chaleur est transférée au liquide, à l'air ou au matériau solide environnant.
Lors du chauffage d'un élément chauffant immergé dans l'huile ou l'eau, des flux de convection se créent autour du tube, qui mélangent le liquide de refroidissement et contribuent à son chauffage uniforme.
Les chaudières électriques sont réputées pour leur fiabilité et leur maintenabilité. Ils n'ont pas beaucoup de pièces complexes, ils sont donc faciles à utiliser et à entretenir.
Dans les appareils de chauffage non liquides, la température de chauffage est généralement limitée afin de ne pas endommager les pièces environnantes et provoquer un incendie.
Pour accélérer le transfert de chaleur, ils utilisent souvent un ventilateur qui fait circuler l'air à la fois à l'intérieur de l'appareil et dans la pièce environnante.
Types d'éléments chauffants pour appareils de chauffage
La simplicité de fabrication des éléments chauffants ne se transforme pas toujours en commodité pour les utilisateurs. De nombreux fabricants produisent des radiateurs électriques avec une forme et une fixation spécifiques. En cas de panne, il est assez difficile de les acheter en magasin. Par conséquent, pour le bon choix, il est nécessaire d'étudier toutes les options de conception possibles.
Modèles tubulaires pour le chauffage domestique
La conception tubulaire des radiateurs électriques est la plus courante dans les radiateurs mobiles au mazout, les radiateurs électriques portables et muraux. Le transfert de chaleur en eux peut se produire en utilisant: convection, rayonnement infrarouge ou conduction thermique.
Les éléments chauffants prêts à l'emploi avec un régulateur et leur propre cordon d'alimentation ne peuvent être achetés que si vous êtes sûr que la longueur du fil sera suffisante
La forme et la longueur du tube dans de tels dispositifs peuvent être quelconques et ne sont dictées que par des caractéristiques de conception. Par exemple, l'élément chauffant d'un appareil de chauffage micatrémique est une bobine située derrière une plaque minérale. Lorsqu'elle est chauffée, la plaque émet de la chaleur infrarouge.
Les caractéristiques les plus courantes sont:
- diamètre - 5-18 mm;
- longueur - 200-6000 mm;
- matériau de la coque - acier, acier inoxydable, céramique, cuivre;
- puissance - 0,3-2,5 kW.
Les éléments chauffants d'une puissance supérieure à 2,5 kW ne sont pas utilisés dans les appareils de chauffage domestique, car le câblage de l'appartement ne peut tout simplement pas supporter une charge plus élevée.
Version nervurée des radiateurs électriques
Les dispositifs nervurés sont une modification de l'élément chauffant tubulaire. Leur particularité est la présence de nombreuses plaques d'acier minces sur toute la longueur de l'appareil. Cette conception augmente considérablement la zone de contact avec l'environnement, offrant une vitesse de chauffage élevée.
Les éléments chauffants nervurés sont plus chers, exigeants sur le volume de l'espace de travail, mais offrent des caractéristiques de consommation plus élevées de l'équipement de chauffage
Les modèles à ailettes sont principalement utilisés dans les appareils de chauffage pour le chauffage de l'air. Ils permettent une élévation rapide de la température ambiante, notamment avec un ventilateur intégré.
Conception de blocs d'éléments chauffants
La version bloc représente plusieurs réchauffeurs tubulaires combinés sur la base d'un seul support.
Lors du choix des éléments chauffants en bloc, une attention particulière doit être portée à leur puissance et à la capacité d'une chaudière équipée d'une pompe à évacuer la chaleur.
Cette conception est utilisée lorsque deux facteurs sont combinés:
- La nécessité d'une puissance accrue de l'appareil et d'une vitesse de chauffage élevée du fluide de travail.
- L'impossibilité de transfert rapide de l'énergie thermique de la spirale vers l'environnement en raison de la petite surface de la coque extérieure.
En fait, dans un élément chauffant en bloc, la charge sur chaque tube chauffant diminue et le taux de transfert de chaleur augmente. Ces appareils font partie des chaudières de chauffage domestique et des installations de chauffage électrique industrielles.
La puissance des modèles en blocs peut être de 5 à 10 kW.Par conséquent, lorsqu'ils sont placés dans un appartement, un câble électrique supplémentaire doit être tiré dans la pièce.
Appareils de type cartouche
Les éléments chauffants à cartouche ont la forme d'un tube avec une extrémité libre, ce qui est dû à la particularité de leur installation. La coque extérieure est généralement en acier poli pour assurer un contact maximal avec le matériau environnant. Ces tubes sont étroitement insérés dans le trou correspondant de l'élément chauffant.
Le principal inconvénient des éléments chauffants à cartouche est la petite surface de la surface de transfert de chaleur, qui nécessite l'utilisation de méthodes spécifiques pour éliminer l'énergie thermique
La fixation des modèles de cartouche s'effectue principalement à l'aide d'une connexion à bride. Ils sont généralement utilisés dans l'industrie pour chauffer les pièces de travail des extrudeuses.
Il existe d'autres types structurels d'éléments chauffants, mais ils sont principalement utilisés dans la production industrielle et n'affectent pas le sujet à l'étude.
Eléments chauffants pour chaudières
L'élément chauffant peut être installé dans une chaudière électrique ou combinée. Dans la chaudière électrique, l'élément chauffant est la seule source de chaleur, dans le combustible principal combiné est le bois solide, le charbon, les briquettes.
L'élément chauffant dans une chaudière à combustible solide joue un rôle auxiliaire, en maintenant la température en l'absence de combustible. Il est très pratique d'utiliser de telles chaudières dans les chalets d'été et les maisons de campagne, lorsqu'il n'est pas nécessaire de maintenir constamment une température confortable dans la maison.
La chaudière peut être constamment allumée en mode de maintien de la température minimale, ce qui ne permet pas au système de chauffage de se dégivrer. La transition de la chaudière du chauffage au combustible solide au chauffage électrique se produit automatiquement lorsqu'une certaine température est atteinte. L'installation d'une chaudière mixte nécessite des précautions de sécurité. Ainsi, la chaudière doit être installée dans une pièce séparée avec une bonne ventilation. La chaudière étant lourde, elle doit être installée sur une base en béton solide. La pièce doit avoir une cheminée avec un bon tirage.
Fonctions supplémentaires des radiateurs électriques
Ci-dessus, les conceptions les plus simples d'appareils ont été considérées sans aucun mécanisme de réglage intégré.
L'unité de thermorégulation peut avoir une automatisation mécanique ou électronique. Ce dernier est plus précis, mais exigeant sur les paramètres du réseau électrique domestique.
Mais les chauffe-eau électriques peuvent être équipés de l'automatisation la plus simple qui offre à l'appareil des fonctions supplémentaires.
Ceux-ci inclus:
- Thermorégulation... Les éléments chauffants avec thermostat intégré pour le chauffage ont un capteur de température qui se déclenche lorsque le fluide de travail chauffe jusqu'à un certain niveau. La résistance électrique est réglée de l'extérieur de la bride.
- Antigel... Cette fonction est assurée par un thermostat simplifié qui ne fonctionne que lorsque la température descend à 0-2 ° C. Il empêche l'eau de geler dans les tuyaux de chauffage, consommant un minimum d'électricité.
- Chauffage turbo, qui assure un chauffage forcé de l'environnement de travail lors de la mise en service initiale de l'équipement. Il faut se rappeler que le câblage de la pièce doit résister à une augmentation de puissance à court terme.
Il n'y a pas tellement d'appareils prenant en charge des fonctions supplémentaires, car souvent la régulation du fonctionnement des appareils de chauffage dans leur ensemble est effectuée à l'aide d'une unité d'automatisation séparée.
Le bon choix du modèle d'élément chauffant
Pour acheter un élément chauffant, l'acheteur doit connaître un certain nombre de caractéristiques techniques:
- la puissance requise de l'appareil;
- longueur, diamètre et forme du tube;
- la longueur de la hotte isolante;
- longueur totale;
- type de connexion;
- méthode de fixation.
Pour calculer la puissance de l'élément chauffant conçu pour chauffer de l'eau d'un certain volume, utilisez la formule:
P = 0,0011 × m × (tK-tH) / T, où
P est la puissance de l'élément chauffé, mesurée en kW;
m est la masse du fluide caloporteur chauffé circulant dans l'appareil, en kilogrammes;
tH - température initiale de l'eau ou du liquide, en ° C;
tK - température finale de l'eau ou du liquide, en ° C;
T est le temps de chauffage de l'eau ou du liquide.
Élément chauffant dans un radiateur chauffant - examen vidéo:
Comment choisir un élément chauffant pour un équipement de chauffage?
Lors du choix d'un élément chauffant à remplacer dans un chauffe-eau ou dans un radiateur, vous devez faire attention à sa puissance, à sa conception, à la longueur du tube et à la disponibilité de fonctionnalités supplémentaires. Par conséquent, avant d'acheter, vous devez vous renseigner le plus possible sur toutes ses caractéristiques.
Calcul de la puissance de l'appareil
La grande puissance de l'élément chauffant n'est pas toujours une qualité positive.
Lors du choix, il est important de prendre en compte plusieurs facteurs liés au niveau de consommation d'énergie:
- la puissance maximale de transfert de chaleur de l'appareil de chauffage dans son ensemble;
- capacités de câblage électrique;
- le volume de la pièce.
Vous ne pouvez pas acheter un appareil dont la puissance est supérieure à 75% du niveau de transfert thermique maximal de l'équipement de chauffage.
Par exemple, il y a un radiateur avec 10 sections, dont chacune dégage 150 watts de chaleur dans l'air, soit un total de 1,5 kW. Lorsqu'un radiateur électrique d'une puissance de 2 kW y est installé, la surface de la batterie ne pourra pas abandonner rapidement toute l'énergie générée. En conséquence, l'élément chauffant s'éteint constamment en raison d'une surchauffe.
La raison de la panne rapide de l'élément chauffant peut être le mauvais choix de la puissance de l'appareil. En raison de la surchauffe systémique de la bobine, elle brûle avec le temps
Dans les appartements avec un câblage usé, la charge constante sur la prise ne doit pas dépasser 1,5 à 2 kW, sinon elle pourrait prendre feu et entraîner de tristes conséquences. Par conséquent, avant d'acheter un élément chauffant, vous devez vérifier l'état du câblage et, si nécessaire, démonter l'ancien et poser un nouveau réseau électrique.
Une fois le problème électrique et les capacités de l'équipement résolu, vous pouvez commencer à calculer la puissance requise pour maintenir une température confortable dans la pièce.
Dans les maisons et appartements bien isolés, un niveau de 40 W / m3 sera suffisant. Et s'il y a des espaces dans les fenêtres, la puissance de chauffage doit être augmentée à 60-80 W / m3. Vous ne pouvez acheter un modèle spécifique qu'après avoir pris en compte tous les facteurs énergétiques ci-dessus.
Prise en compte des caractéristiques de conception
La plupart des éléments chauffants ont une coque en acier allié, qui offre force et résistance à la corrosion. Les appareils en cuivre sont principalement utilisés dans les chauffe-eau, bien qu'il n'y ait aucune restriction quant à leur utilisation dans les radiateurs faits maison.
Dans les radiateurs en fonte et en acier, l'utilisation d'éléments chauffants en métaux non ferreux n'est pas souhaitable. Cela peut entraîner une usure accélérée des matériaux et des connexions.
De plus, lors du choix, il est nécessaire de prendre en compte le sens du filetage du bouchon, qui peut être à droite ou à gauche. Différents modèles de radiateurs électriques diffèrent également par le diamètre des brides. Leur taille peut varier de 0,5 à 1,25 pouces.
Habituellement, une brève instruction est jointe à un élément chauffant d'un bon fabricant, qui décrit ses paramètres de conception. Les étudier vous aidera à acheter un appareil qui s'adaptera exactement à votre équipement de chauffage existant.
Longueur du tube de chauffage
La longueur du tube est l'une des principales caractéristiques qui déterminent l'efficacité de l'appareil.
Sa grande longueur à puissance égale entraîne une augmentation de la surface du radiateur électrique et une accélération des échanges thermiques avec le fluide de travail. Cela a un effet positif sur la durabilité de l'élément chauffant et la vitesse de circulation du liquide de refroidissement.
Les éléments chauffants à long tube sont idéaux pour une installation dans des registres faits maison, ce qui est pratique pour chauffer de grandes pièces et dépendances
Il est conseillé que le tube passe sur toute la longueur de la zone de travail de l'appareil de chauffage, sans atteindre la paroi opposée de 6 à 10 cm.Cette recommandation vous permettra de réchauffer rapidement et uniformément le liquide de refroidissement.
Disponibilité de fonctionnalités supplémentaires
Il n'est pas toujours nécessaire de payer trop cher pour les caractéristiques supplémentaires des éléments chauffants. Si le chauffage est utilisé comme chauffage d'appoint et ne dispose pas de son propre automatisme intégré, l'achat d'un modèle avec thermostat est logique.
Mais si le radiateur ou le convecteur électrique dispose de ses propres capteurs de température et mécanismes de contrôle de température, les fonctions supplémentaires ne seront pas réclamées.
L'électronique intégrée à la fiche de l'élément chauffant doit avoir des mécanismes de sécurité afin qu'en cas de panne de la carte de commande, un incendie ne se produise pas
Par conséquent, il est recommandé d'acheter des radiateurs électriques coûteux avec automatisation intégrée uniquement s'il existe un besoin évident d'un tel équipement. Si vous avez besoin d'une sélection individuelle de la température de fond, il est préférable d'acheter un thermostat dans une prise, qui peut être utilisé périodiquement.
Quant aux fabricants d'éléments chauffants, leur choix n'est pas fondamental. Les principaux fournisseurs sont des entreprises de Russie, d'Ukraine, de Turquie et d'Italie. La qualité de leurs produits est à peu près la même, il ne sert donc à rien de trop payer pour la marque.
Éléments chauffants pour radiateurs chauffants
Dans les radiateurs - batteries en fonte ou en aluminium - des éléments chauffants sont installés pour stabiliser la température pendant les périodes d'arrêt de l'alimentation en chaleur centralisée ou pour le chauffage supplémentaire de la pièce. Un tel chauffage la nuit peut être très bénéfique si un compteur d'électricité à deux tarifs est installé dans la maison.
Les éléments chauffants pour radiateurs ont une bride mince et un élément chauffant étroit. Ils sont équipés d'un boîtier spécial qui protège contre les infiltrations d'eau. Un thermostat capillaire aide à réguler le chauffage et deux capteurs de température protègent le produit contre la surchauffe. De nombreux modèles d'éléments chauffants modernes sont équipés de fonctions pratiques et nécessaires: "Turbo" - pour un chauffage rapide de la pièce et "Antigel" - pour empêcher le dégivrage du système de chauffage. Cette fonction est destinée au maintien à long terme d'une température non inférieure à +10 degrés.
L'installation d'un élément chauffant dans un radiateur est facile. Il est nécessaire de retirer le bouchon de la bride inférieure et de visser l'élément chauffant dans ce trou. Ensuite, vous devez installer le thermostat et connecter l'appareil à un réseau mis à la terre. L'installation d'éléments chauffants dans un système de chauffage centralisé à base d'eau présente de nombreux avantages:
- protège le système du gel en cas d'arrêt d'urgence;
- vous permet d'ajuster avec précision la température de la pièce;
- consomme économiquement de l'électricité grâce à un fonctionnement impulsionnel;
- prix bas avec un grand choix de modèles.
