Gli elementi riscaldanti elettrici non hanno cambiato il loro design per decenni e rimangono richiesti nelle apparecchiature di riscaldamento. La forma di questi dispositivi, i materiali da costruzione stanno cambiando, ma il principio di funzionamento e di efficienza rimangono invariati. Per una selezione competente, sono utili le informazioni sulle differenze e le caratteristiche. Sei d'accordo?
Imparerai cosa sono e come funzionano gli elementi riscaldanti per il riscaldamento. Abbiamo descritto in dettaglio i tipi di elementi riscaldanti, fornito argomenti indiscutibili per una scelta ragionevole del tipo ottimale. Tenendo conto dei nostri consigli, acquisirai il dispositivo richiesto senza errori.
Scopo degli elementi riscaldanti
Gli elementi riscaldanti elettrici hanno guadagnato popolarità grazie alla loro versatilità e alta efficienza. Tutta l'elettricità che consumano viene consumata per lo scopo previsto: riscaldare lo spazio circostante.
I principali dispositivi di riscaldamento in cui vengono utilizzati gli elementi riscaldanti sono:
- Riscaldatori di olio elettrici portatili e fissi.
- Radiatori per il riscaldamento dell'acqua.
- Scaldasalviette per il bagno.
- Camini elettrici.
- Convettori elettrici.
- Caldaie elettriche.
L'apparecchiatura specificata può essere utilizzata come fonte di riscaldamento primaria o aggiuntiva. È economico, facile da installare e non richiede abilità speciali durante il funzionamento.
È possibile collegare l'elemento riscaldante a un radiatore di riscaldamento centralizzato in ghisa dopo aver scollegato il montante comune. Un tale dispositivo può essere utilizzato per il riscaldamento principale e aggiuntivo.
Cos'è un elemento riscaldante per il riscaldamento?
Gli elementi riscaldanti elettrici sono elementi riscaldanti che vengono posti nel liquido all'interno del radiatore. Riscaldano un liquido: acqua, olio o un agente speciale che circola nell'impianto di riscaldamento. Passando attraverso i tubi, il liquido riscaldato cede calore all'ambiente e ritorna all'elemento riscaldante. Possono essere installati in radiatori ad acqua calda, riscaldatori a infrarossi o in caldaie per riscaldamento. Vengono prodotti elementi riscaldanti di vario tipo e modifiche. In tutti, l'elemento riscaldante è protetto in modo affidabile dall'ingresso di acqua ed è inoltre ricoperto da uno strato di zincatura. Tutte queste misure servono a prevenire scosse elettriche accidentali alle persone.
Disposizione interna delle resistenze elettriche
È conveniente considerare il dispositivo sull'esempio di un modello tubolare. Il riscaldatore elettrico è un tubo in ceramica o metallo riempito con un conduttore termico con una spirale situata all'interno. Al posto di fissaggio del tubo alla flangia sono presenti boccole isolanti che impediscono alla spirale conduttiva di entrare in contatto con il corpo dell'elemento riscaldante.
Nella maggior parte dei modelli di elementi riscaldanti vengono utilizzati componenti simili, tuttavia la loro durata può variare a seconda della qualità costruttiva
Il riscaldatore elettrico è fissato principalmente con un collegamento a flangia, che consente di sigillare l'ambiente interno del riscaldatore dallo spazio esterno. Lo svantaggio di questo design è l'impossibilità di sostituire la bobina quando si brucia internamente.
Il principio di funzionamento degli elementi riscaldanti
L'elemento riscaldante funziona secondo il seguente principio. Quando è collegata alla rete, la bobina interna viene riscaldata e l'energia viene trasferita al conduttore termico e al guscio esterno. Successivamente, il calore viene trasferito al liquido, all'aria o al materiale solido circostante.
Quando si riscalda un elemento riscaldante immerso in olio o acqua, attorno al tubo si creano flussi di convezione che mescolano il liquido di raffreddamento e contribuiscono al suo riscaldamento uniforme.
Le caldaie elettriche sono rinomate per la loro affidabilità e manutenibilità. Non hanno molte parti complesse, quindi sono facili da usare e mantenere.
Nei riscaldatori non liquidi, la temperatura di riscaldamento è solitamente limitata per non danneggiare le parti circostanti e per non provocare un incendio.
Per accelerare il trasferimento di calore, spesso usano un ventilatore che fa circolare l'aria sia all'interno del dispositivo che nella stanza circostante.
Tipi di elementi riscaldanti per dispositivi di riscaldamento
La semplicità di realizzare elementi riscaldanti non si trasforma sempre in comodità per gli utenti. Molti produttori producono riscaldatori elettrici con una forma e un attacco specifici. In caso di guasto, è abbastanza difficile acquistarli nel negozio. Pertanto, per la scelta corretta, è necessario studiare tutte le possibili opzioni di progettazione.
Modelli tubolari per riscaldamento domestico
Il design tubolare dei riscaldatori elettrici è il più comune nei riscaldatori a olio mobili, nei radiatori elettrici portatili e montati a parete. Il trasferimento di calore in essi può avvenire utilizzando: convezione, radiazione infrarossa o conduzione termica.
Gli elementi riscaldanti pronti con un regolatore e il proprio cavo di alimentazione possono essere acquistati solo se si è sicuri che la lunghezza del filo sarà sufficiente
La forma e la lunghezza del tubo in tali dispositivi possono essere qualsiasi ed è dettata solo da caratteristiche di progettazione. Ad esempio, l'elemento riscaldante di un riscaldatore micatremico è una bobina situata dietro una piastra minerale. Quando riscaldata, la piastra emette calore a infrarossi.
Le caratteristiche più comuni sono:
- diametro - 5-18 mm;
- lunghezza - 200-6000 mm;
- materiale del guscio: acciaio, acciaio inossidabile, ceramica, rame;
- potenza - 0,3-2,5 kW.
Gli elementi riscaldanti con una potenza superiore a 2,5 kW non vengono utilizzati negli apparecchi di riscaldamento domestici, perché il cablaggio dell'appartamento semplicemente non può sopportare un carico maggiore.
Versione rigata di resistenze elettriche
I dispositivi nervati sono una modifica dell'elemento riscaldante tubolare. La loro caratteristica è la presenza di tante sottili lastre di acciaio lungo l'intera lunghezza del dispositivo. Questo design aumenta notevolmente l'area di contatto con l'ambiente, fornendo un alto tasso di riscaldamento.
Gli elementi riscaldanti a coste sono più costosi, esigono il volume dello spazio di lavoro, ma forniscono caratteristiche di consumo più elevate delle apparecchiature di riscaldamento
I modelli alettati sono utilizzati principalmente nei riscaldatori per il riscaldamento dell'aria. Forniscono un rapido aumento della temperatura ambiente, soprattutto con una ventola incorporata.
Blocca i disegni degli elementi riscaldanti
La versione a blocco rappresenta più riscaldatori tubolari combinati sulla base di un unico supporto.
Quando si scelgono gli elementi riscaldanti a blocchi, è necessario prestare particolare attenzione alla loro potenza e alla capacità di una caldaia con una pompa di fornire la rimozione del calore
Questo design viene utilizzato quando due fattori sono combinati:
- La necessità di una maggiore potenza del dispositivo e un alto tasso di riscaldamento del mezzo di lavoro.
- L'impossibilità di un rapido trasferimento di energia termica dalla spirale all'ambiente a causa della piccola area del guscio esterno.
Infatti, in un elemento riscaldante a blocco, il carico su ciascun tubo di riscaldamento diminuisce e la velocità di trasferimento del calore aumenta. Tali dispositivi fanno parte delle caldaie per il riscaldamento domestico e degli impianti di riscaldamento elettrico industriale.
La potenza dei modelli a blocco può essere di 5-10 kW, pertanto, quando vengono posizionati in un appartamento, è necessario tirare un cavo elettrico aggiuntivo nella stanza.
Dispositivi a cartuccia
Gli elementi riscaldanti a cartuccia hanno la forma di un tubo con un'estremità libera, dovuta alla particolarità della loro installazione. Il guscio esterno è solitamente realizzato in acciaio lucido per garantire il massimo contatto con il materiale circostante. Tali tubi sono inseriti saldamente nel foro corrispondente del riscaldatore.
Il principale svantaggio degli elementi riscaldanti a cartuccia è la piccola area della superficie di trasferimento del calore, che richiede l'uso di metodi specifici per la rimozione dell'energia termica
La fissazione dei modelli di cartuccia viene eseguita principalmente utilizzando una connessione a flangia. Di solito vengono utilizzati nell'industria per riscaldare le parti di lavoro degli estrusori.
Esistono altri tipi strutturali di elementi riscaldanti, ma sono utilizzati principalmente nella produzione industriale e non influenzano l'argomento in esame.
Resistenze per riscaldamento caldaie
L'elemento riscaldante può essere installato in una caldaia elettrica o combinata. Nella caldaia elettrica, l'elemento riscaldante è l'unica fonte di calore, nel combustibile principale combinato è solido: legno, carbone, bricchette.
L'elemento riscaldante in una caldaia a combustibile solido svolge un ruolo ausiliario, mantenendo la temperatura in assenza di combustibile. È molto comodo utilizzare tali caldaie nei cottage estivi e nelle case di campagna, quando non è necessario mantenere costantemente una temperatura confortevole in casa.
La caldaia può essere costantemente accesa nella modalità di mantenimento della temperatura minima, che non consente lo sbrinamento dell'impianto di riscaldamento. Il passaggio della caldaia da combustibile solido a riscaldamento elettrico avviene automaticamente al raggiungimento di una certa temperatura. L'installazione di una caldaia combinata richiede precauzioni di sicurezza. Pertanto, la caldaia deve essere installata in una stanza separata con una buona ventilazione. Poiché la caldaia è pesante, deve essere installata su una solida base di cemento. La stanza deve avere un camino con un buon tiraggio.
Funzioni aggiuntive dei riscaldatori elettrici
Sopra, sono stati considerati i progetti più semplici di dispositivi che non hanno alcun meccanismo di regolazione integrato.
L'unità di termoregolazione può avere automazione meccanica o elettronica. Quest'ultimo è più preciso, ma esigente sui parametri della rete elettrica domestica.
Ma gli scaldacqua elettrici possono essere dotati dell'automazione più semplice che fornisce al dispositivo funzioni aggiuntive.
Questi includono:
- Termoregolazione... Gli elementi riscaldanti con un termostato incorporato per il riscaldamento hanno un sensore di temperatura che viene attivato quando il mezzo di lavoro si riscalda fino a un certo livello. La resistenza elettrica è regolata dall'esterno della flangia.
- Anti-congelamento... Questa funzione è fornita da un termostato semplificato che funziona solo quando la temperatura scende a 0-2 ° C. Previene il congelamento dell'acqua nei tubi del riscaldamento, consumando un minimo di elettricità.
- Riscaldamento turbo, che fornisce il riscaldamento forzato dell'ambiente di lavoro al primo avvio dell'apparecchiatura. Va ricordato che il cablaggio elettrico della stanza deve sopportare un aumento di potenza a breve termine.
Non ci sono così tanti dispositivi che supportano funzioni aggiuntive, perché spesso la regolazione del funzionamento dei dispositivi di riscaldamento nel suo insieme viene eseguita utilizzando un'unità di automazione separata.
La corretta scelta del modello di elemento riscaldante
Per acquistare un elemento riscaldante, l'acquirente deve conoscere una serie di caratteristiche tecniche:
- la potenza richiesta dal dispositivo;
- lunghezza, diametro e forma del tubo;
- la lunghezza della cappa isolante;
- lunghezza totale;
- Tipo di connessione;
- metodo di fissaggio.
Per calcolare la potenza dell'elemento riscaldante progettato per riscaldare l'acqua di un determinato volume, utilizzare la formula:
P = 0,0011 × m × (tK-tH) / T, dove
P è la potenza dell'elemento riscaldato, misurata in kW;
m è la massa del liquido di raffreddamento riscaldato che circola nel dispositivo, in chilogrammi;
tH - temperatura iniziale dell'acqua o del liquido, in ° C;
tK - temperatura finale dell'acqua o del liquido, in ° C;
T è il tempo di riscaldamento dell'acqua o del liquido.
Elemento riscaldante in un radiatore di riscaldamento - recensione video:
Come scegliere un elemento riscaldante per apparecchiature di riscaldamento?
Quando si sceglie un elemento riscaldante per la sostituzione in uno scaldabagno o in un radiatore, è necessario prestare attenzione alla sua potenza, al design, alla lunghezza del tubo e alla disponibilità di funzionalità aggiuntive. Pertanto, prima di acquistare, è necessario scoprire il più possibile su tutte le sue caratteristiche.
Calcolo della potenza del dispositivo
La grande potenza dell'elemento riscaldante non è sempre una qualità positiva.
Nella scelta, è importante considerare diversi fattori correlati al livello di consumo energetico:
- la potenza massima di trasferimento del calore del riscaldatore nel suo insieme;
- capacità di cablaggio elettrico;
- il volume della stanza.
Non è possibile acquistare un dispositivo con una potenza superiore al 75% del livello massimo di trasferimento di calore dell'apparecchiatura di riscaldamento.
Ad esempio, c'è un radiatore con 10 sezioni, ognuna delle quali emette 150 W di calore all'aria, per un totale di 1,5 kW. Quando viene installato un riscaldatore elettrico con una potenza di 2 kW, la superficie della batteria non sarà in grado di rinunciare rapidamente a tutta l'energia generata. Di conseguenza, l'elemento riscaldante si spegnerà costantemente a causa del surriscaldamento.
Il motivo del rapido guasto dell'elemento riscaldante potrebbe essere la scelta sbagliata della potenza del dispositivo. Come risultato del surriscaldamento sistemico della bobina, si brucia nel tempo
Negli appartamenti con cablaggio usurato, il carico costante sulla presa non deve superare 1,5-2 kW, altrimenti potrebbe prendere fuoco e portare a tristi conseguenze. Pertanto, prima di acquistare un elemento riscaldante, è necessario verificare le condizioni del cablaggio e, se necessario, smantellare quello vecchio e posare una nuova rete elettrica.
Una volta risolto il problema con le capacità elettriche e delle apparecchiature, è possibile iniziare a calcolare la potenza richiesta per mantenere una temperatura confortevole nella stanza.
In case e appartamenti ben isolati, sarà sufficiente un livello di 40 W / m3. E se ci sono spazi vuoti nelle finestre, la potenza di riscaldamento dovrebbe essere aumentata a 60-80 W / m3. È possibile acquistare un modello specifico solo dopo aver preso in considerazione tutti i fattori energetici di cui sopra.
Considerazione delle caratteristiche del design
La maggior parte degli elementi riscaldanti ha un guscio in acciaio legato, che fornisce forza e resistenza alla corrosione. I dispositivi in rame sono utilizzati principalmente negli scaldacqua, sebbene non ci siano restrizioni sul loro utilizzo nei radiatori fatti in casa.
Nei radiatori in ghisa e acciaio, l'uso di elementi riscaldanti in metalli non ferrosi è indesiderabile. Ciò può portare a un'usura accelerata dei materiali e delle connessioni.
Inoltre, quando si sceglie, è necessario tenere conto della direzione della filettatura della spina, che può essere destra o sinistra. Diversi modelli di riscaldatori elettrici differiscono anche per il diametro delle flange. Possono avere dimensioni comprese tra 0,5 e 1,25 pollici.
Di solito, una breve istruzione è allegata a un elemento riscaldante di un buon produttore, che descrive i suoi parametri di progettazione. Studiarli ti aiuterà ad acquistare un dispositivo che si adatterà esattamente alle tue apparecchiature di riscaldamento esistenti.
Lunghezza del tubo di riscaldamento
La lunghezza del tubo è una delle caratteristiche principali che determinano l'efficienza del dispositivo.
La sua grande lunghezza a parità di potenza porta ad un aumento della superficie del riscaldatore elettrico e ad un'accelerazione dello scambio termico con il mezzo di lavoro. Ciò ha un effetto positivo sulla durata dell'elemento riscaldante e sulla velocità di circolazione del liquido di raffreddamento.
Gli elementi riscaldanti con un tubo lungo sono ideali per l'installazione in registri fatti in casa, che sono convenienti per riscaldare grandi stanze e annessi
È auspicabile che il tubo percorra l'intera lunghezza dell'area di lavoro del riscaldatore, non raggiungendo la parete opposta di 6-10 cm.Questa raccomandazione consentirà di riscaldare rapidamente e in modo uniforme il liquido di raffreddamento.
Disponibilità di funzionalità aggiuntive
Non è sempre necessario pagare più del dovuto per le funzionalità aggiuntive degli elementi riscaldanti. Se il riscaldatore viene utilizzato come ausiliario e non dispone di una propria automazione integrata, ha senso acquistare un modello con termostato.
Ma se il radiatore o il termoconvettore elettrico ha i propri sensori di temperatura e meccanismi di controllo della temperatura, le funzioni aggiuntive rimarranno non rivendicate.
L'elettronica incorporata nella spina dell'elemento riscaldante deve avere meccanismi di sicurezza in modo che in caso di guasto della scheda di controllo, non si verifichi un incendio
Pertanto, si consiglia di acquistare costosi riscaldatori elettrici con automazione integrata solo se vi è un'evidente necessità di tali apparecchiature. Se è necessaria una selezione individuale dello sfondo della temperatura, è meglio acquistare un termostato in una presa, che può essere utilizzato periodicamente.
Per quanto riguarda i produttori di resistenze, la loro scelta non è fondamentale. I principali fornitori sono aziende provenienti da Russia, Ucraina, Turchia e Italia. La qualità dei loro prodotti è più o meno la stessa, quindi non ha senso pagare più del dovuto per il marchio.
Resistenze per riscaldamento a termosifoni
Nei radiatori - batterie in ghisa o alluminio - sono installati elementi riscaldanti per stabilizzare la temperatura durante i periodi in cui la fornitura di calore centralizzata è spenta o per il riscaldamento aggiuntivo della stanza. Tale riscaldamento notturno può essere molto vantaggioso se in casa è installato un contatore elettrico a due velocità.
Gli elementi riscaldanti per radiatori hanno una flangia sottile e un elemento riscaldante stretto. Sono dotati di un involucro speciale che protegge dall'ingresso di acqua. Un termostato capillare aiuta a regolare il riscaldamento e due sensori di temperatura proteggono il prodotto dal surriscaldamento. Molti modelli di elementi riscaldanti moderni sono dotati di funzioni comode e necessarie: "Turbo" - per il riscaldamento rapido della stanza e "Antigelo" - per evitare lo sbrinamento del sistema di riscaldamento. Questa funzione è intesa per il mantenimento a lungo termine di una temperatura non inferiore a +10 gradi.
Installare un elemento riscaldante in un radiatore è facile. È necessario rimuovere il tappo dalla flangia inferiore e avvitare l'elemento riscaldante in questo foro. Quindi è necessario installare il termostato e collegare il dispositivo a una rete con messa a terra. L'installazione di elementi riscaldanti in un sistema di riscaldamento centralizzato ad acqua presenta molti vantaggi:
- protegge il sistema dal congelamento in caso di arresto di emergenza;
- consente di regolare con precisione la temperatura nella stanza;
- consuma economicamente elettricità a causa del funzionamento a impulsi;
- prezzo basso con una vasta selezione di modelli.
