Verwarmingselementen voor verwarming: typen, werkingsprincipe, regels voor het selecteren van apparatuur

Elektrische verwarmingselementen hebben hun ontwerp al tientallen jaren niet veranderd en blijven veel gevraagd in verwarmingsapparatuur.De vorm van deze apparaten en constructiematerialen verandert, maar het werkingsprincipe en de efficiëntie blijven ongewijzigd. Voor een competente selectie is informatie over de verschillen en kenmerken nuttig. Bent u het eens?

Je leert wat verwarmingselementen voor verwarming zijn en hoe ze werken. We hebben de soorten verwarmingselementen in detail beschreven en onbetwistbare argumenten gegeven voor een weloverwogen keuze voor het optimale type. Rekening houdend met onze aanbevelingen, koopt u het benodigde apparaat zonder fouten.

Doel van het verwarmen van verwarmingselementen

Elektrische verwarmingselementen zijn populair geworden vanwege hun veelzijdigheid en hoge efficiëntie. Alle elektriciteit die ze verbruiken, wordt gebruikt voor het beoogde doel: het verwarmen van de omringende ruimte.

De belangrijkste verwarmingsapparaten waarbij verwarmingselementen worden gebruikt zijn:

1. Draagbare en stationaire elektrische olieverwarmers.
2. Radiatoren voor waterverwarming.
3. Badkamer verwarmde handdoekrekken.
4. Elektrische haarden.
5. Elektrische convectoren.
6. Elektrische ketels.

De gespecificeerde apparatuur kan worden gebruikt als hoofd- of extra warmtebron.Het is goedkoop, eenvoudig te installeren en vereist geen speciale vaardigheden om te bedienen.

Je kunt het verwarmingselement aansluiten op een gietijzeren cv-radiator, nadat je de gemeenschappelijke stijgleiding hebt losgekoppeld. Dit apparaat kan worden gebruikt voor hoofd- en bijverwarming

Interne structuur van elektrische kachels

Het is handig om het apparaat te beschouwen aan de hand van het voorbeeld van een buisvormig model. Een elektrische verwarmer is een keramische of metalen buis gevuld met een thermische geleider met daarin een spiraal. Op de plaats waar de buis aan de flens is bevestigd, bevinden zich isolatiebussen die het onmogelijk maken dat de geleidende spiraal in contact komt met het lichaam van het verwarmingselement.

De meeste modellen verwarmingselementen gebruiken vergelijkbare componenten, maar hun duurzaamheid kan variëren afhankelijk van de bouwkwaliteit

De elektrische verwarmer wordt voornamelijk gemonteerd met een flensaansluiting, waardoor de interne omgeving van het verwarmingsapparaat kan worden afgedicht van de externe ruimte. Het nadeel van dit ontwerp is de onmogelijkheid om de spiraal te vervangen als deze intern doorbrandt.

Werkingsprincipe van verwarmingselementen

Het verwarmingselement werkt volgens het volgende principe. Bij aansluiting op het netwerk wordt de interne spiraal verwarmd en wordt energie overgedragen naar de thermische geleider en de buitenmantel. De warmte wordt vervolgens overgedragen aan de omringende vloeistof, lucht of vast materiaal.

Bij het verwarmen van een verwarmingselement dat is ondergedompeld in olie of water, ontstaan ​​er convectiestromen rond de buis, die het koelmiddel mengen en bijdragen aan de uniforme verwarming ervan.

Elektrische boilers staan ​​bekend om hun betrouwbaarheid en onderhoudbaarheid. Ze hebben niet veel complexe onderdelen, waardoor ze eenvoudig te bedienen en te onderhouden zijn.

Bij vloeistofvrije verwarmingsapparaten is de verwarmingstemperatuur doorgaans beperkt om omliggende onderdelen niet te beschadigen of brand te veroorzaken.

Om de warmteoverdracht te versnellen, gebruiken ze vaak een ventilator, die de lucht zowel in het apparaat als in de kamer eromheen circuleert.

Soorten verwarmingselementen voor verwarmingsapparaten

De eenvoud van het vervaardigen van verwarmingselementen vertaalt zich niet altijd in gemak voor gebruikers. Veel fabrikanten produceren elektrische kachels met een specifieke vorm en montage. Als ze kapot gaan, zijn ze vrij moeilijk te kopen in een winkel. Om de juiste keuze te maken, is het daarom noodzakelijk om alle mogelijke ontwerpopties te bestuderen.

Buismodellen voor huishoudelijke verwarming

Het buisvormige ontwerp van elektrische kachels is het meest gebruikelijk bij mobiel olie kachels, draagbaar en aan de muur gemonteerd elektrische radiatoren. Warmteoverdracht daarin kan plaatsvinden met behulp van: convectie, infraroodstraling of thermische geleidbaarheid.

Kant-en-klare verwarmingselementen met regelaar en eigen netsnoer kunt u alleen aanschaffen als u zeker weet dat de draadlengte voldoende zal zijn

De vorm en lengte van de buis in dergelijke apparaten kan willekeurig zijn en wordt alleen bepaald door ontwerpkenmerken. Bijvoorbeeld verwarmingselement mycatremische verwarming is een spoel die zich achter de minerale plaat bevindt. Bij verhitting straalt de plaat infraroodwarmte uit.

De meest voorkomende kenmerken zijn:

• diameter – 5-18 mm;
• lengte – 200-6000 mm;
• schaalmateriaal – staal, roestvrij staal, keramiek, koper;
• vermogen – 0,3-2,5 kW.

Verwarmingselementen met een vermogen van meer dan 2,5 kW worden niet gebruikt in huishoudelijke verwarmingsapparaten, omdat de bedrading van het appartement eenvoudigweg niet bestand is tegen de grotere belasting.

Finned-versie van elektrische kachels

Finned-apparaten zijn een aanpassing van een buisvormig verwarmingselement. Hun kenmerk is de aanwezigheid van veel dunne stalen platen die zich over de gehele lengte van het apparaat bevinden. Dit ontwerp vergroot het contactoppervlak met de omgeving dramatisch, waardoor een hoge verwarmingssnelheid wordt gegarandeerd.

Verwarmingselementen met vinnen zijn duurder en vereisen meer werkruimte, maar bieden betere consumentenkenmerken van verwarmingsapparatuur

Finned-modellen worden voornamelijk gebruikt in verwarmingstoestellen lucht verwarming. Ze zorgen voor een snelle stijging van de kamertemperatuur, vooral met een ingebouwde ventilator.

Blokontwerpen van verwarmingselementen

De blokversie bestaat uit meerdere buisverwarmers gecombineerd op basis van één montage.

Bij het kiezen van blokverwarmingselementen moet speciale aandacht worden besteed aan hun vermogen en het vermogen van de ketel met een pomp om voor warmteafvoer te zorgen

Dit ontwerp wordt gebruikt door een combinatie van twee factoren:

1. De behoefte aan meer apparaatvermogen en een hoge verwarmingssnelheid van de werkomgeving.
2. De onmogelijkheid van snelle overdracht van thermische energie van de spiraal naar de omgeving vanwege het kleine oppervlak van de buitenschaal.

In feite wordt bij een blokverwarmingselement de belasting op elke verwarmingsbuis verminderd en wordt de warmteoverdrachtssnelheid verhoogd. Dergelijke apparaten zijn inbegrepen in huishoudelijke verwarmingsketels en industriële elektrische verwarmingsinstallaties.

Het vermogen van blokmodellen kan 5-10 kW zijn, dus als u ze in een appartement plaatst, is het noodzakelijk om een ​​extra elektrische kabel de kamer in te trekken.

Cartridge-type apparaten

Patroonverwarmingselementen hebben de vorm van een buis met één vrij uiteinde, wat te wijten is aan de eigenaardigheid van hun installatie. De buitenschaal is meestal gemaakt van gepolijst staal om maximaal contact met het omringende materiaal te bieden. Dergelijke buizen worden stevig in het overeenkomstige gat in het verwarmingsapparaat gestoken.

Het grootste nadeel van patroonverwarmingselementen is het kleine oppervlak van het warmteoverdrachtsoppervlak, dat het gebruik van specifieke methoden vereist voor het verwijderen van thermische energie

De fixatie van cartridgemodellen gebeurt voornamelijk met behulp van een flensverbinding. Ze worden meestal in de industrie gebruikt om de werkende delen van extruders te verwarmen.

Er zijn andere structurele soorten verwarmingselementen, maar deze worden voornamelijk gebruikt in de industriële productie en hebben geen invloed op het onderwerp in kwestie.

Extra functies van elektrische kachels

Hierboven hebben we de eenvoudigste ontwerpen van apparaten besproken die geen ingebouwde aanpassingsmechanismen hebben.

De thermoregulatie-eenheid kan mechanisch of elektronisch geautomatiseerd zijn. Dit laatste is nauwkeuriger, maar stelt hoge eisen aan de parameters van het elektrische thuisnetwerk

Maar elektrische boilers kan worden uitgerust met eenvoudige automatisering die het apparaat van extra functies voorziet.

Deze omvatten:

1. Thermoregulatie. Verwarmingselementen met ingebouwde thermostaat voor verwarming hebben een temperatuursensor die wordt geactiveerd wanneer de werkomgeving tot een bepaald niveau wordt verwarmd. De elektrische verwarmer wordt vanaf de buitenkant van de flens afgesteld.
2. Antivries. Deze functie wordt verzorgd door een vereenvoudigde thermostaat, die alleen werkt als de temperatuur daalt tot 0-2°C.Het voorkomt dat het water in de verwarmingsleidingen bevriest, waardoor een minimum aan elektriciteit wordt verbruikt.
3. Turbo-verwarming, dat zorgt voor geforceerde verwarming van de werkomgeving tijdens de eerste keer opstarten van de apparatuur. Er moet aan worden herinnerd dat de elektrische bedrading van de kamer bestand moet zijn tegen een kortstondige toename van het vermogen.

Er zijn niet veel apparaten die extra functies ondersteunen, omdat de werking van verwarmingsapparaten als geheel vaak wordt geregeld met een afzonderlijke automatiseringseenheid.

Hoe kies je een verwarmingselement voor verwarmingsapparatuur?

Kiezen Verwarmingselement ter vervanging in een boiler of in een radiator moet je letten op het vermogen, het ontwerp, de buislengte en de aanwezigheid van extra functies. Daarom moet u vóór de aankoop zoveel mogelijk te weten komen over alle kenmerken ervan.

Berekening van het apparaatvermogen

Het hoge vermogen van een verwarmingselement is niet altijd een positieve eigenschap.

Bij het kiezen is het belangrijk om rekening te houden met verschillende factoren die verband houden met het niveau van energieverbruik:

• maximaal warmteoverdrachtsvermogen van het verwarmingsapparaat als geheel;
• elektrische bedradingsopties;
• volume van de kamer.

U kunt geen apparaat kopen met een vermogen dat meer dan 75% bedraagt ​​van het maximale warmteoverdrachtsniveau van verwarmingsapparatuur.

Zo is er een radiator met 10 secties die elk 150 W warmte aan de lucht afgeven, in totaal 1,5 kW. Wanneer u een elektrische verwarmer met een vermogen van 2 kW erin installeert, zal het oppervlak van de batterij niet snel alle opgewekte energie kunnen vrijgeven. Hierdoor zal het verwarmingselement bij oververhitting voortdurend uitschakelen.

De reden voor het snelle defect raken van het verwarmingselement kan een onjuiste keuze van het apparaatvermogen zijn. Als gevolg van systemische oververhitting van de spoel brandt deze na verloop van tijd door.

In appartementen met versleten bedrading mag de constante belasting van het stopcontact niet hoger zijn dan 1,5-2 kW, anders kan deze in brand vliegen en tot ernstige gevolgen leiden. Voordat u een verwarmingselement aanschaft, moet u daarom de staat van de bedrading controleren en, indien nodig, de oude demonteren en een nieuw elektrisch netwerk aanleggen.

Wanneer het probleem met de elektrische apparatuur en de mogelijkheden van de apparatuur is opgelost, kunt u beginnen met het berekenen van het benodigde vermogen om een ​​comfortabele temperatuur in de kamer te handhaven.

In goed geïsoleerde huizen en appartementen is een niveau van 40 W/m voldoende³. En als er scheuren in de ramen zitten, moet het verwarmingsvermogen worden verhoogd tot 60-80 W/m³. U kunt alleen een specifiek model kopen nadat u rekening heeft gehouden met alle hierboven beschreven energiefactoren.

Overweging van ontwerpkenmerken

De meeste verwarmingselementen hebben een omhulsel van gelegeerd staal, dat sterkte en weerstand tegen corrosie biedt. Koperen apparaten worden voornamelijk gebruikt in waterverwarmers, hoewel er geen beperkingen zijn aan het gebruik ervan in zelfgemaakte radiatoren.

Bij gietijzeren en stalen radiatoren is het gebruik van verwarmingselementen uit non-ferrometalen ongewenst. Dit kan leiden tot versnelde slijtage van materialen en verbindingen.

Ook moet bij het kiezen rekening worden gehouden met de richting van de schroefdraad van de plug, die rechts of links kan zijn. Verschillende modellen elektrische verwarmers verschillen ook in flensdiameter. Ze kunnen in grootte variëren van 0,5 tot 1,25 inch.

Meestal wordt een verwarmingselement van een goede fabrikant geleverd met een korte handleiding waarin de ontwerpparameters worden beschreven. Door ze te bestuderen, kunt u een apparaat kopen dat precies bij uw bestaande verwarmingsapparatuur past.

Lengte verwarmingsbuis

De lengte van de buis is een van de belangrijkste kenmerken die de efficiëntie van het apparaat bepalen.

De grote lengte bij gelijk vermogen leidt tot een vergroting van het oppervlak van de elektrische verwarmer en versnelling van de warmte-uitwisseling met de werkomgeving. Dit heeft een positief effect op de duurzaamheid van het verwarmingselement en de koelvloeistofcirculatiesnelheid.

Verwarmingselementen met een lange buis zijn ideaal voor installatie in zelfgemaakte registers, wat handig is voor het verwarmen van grote kamers en bijgebouwen

Het is wenselijk dat de buis over de gehele lengte van het werkgebied van het verwarmingsapparaat loopt, zonder de tegenoverliggende muur 6-10 cm te bereiken. Met deze aanbeveling kunt u de koelvloeistof snel en gelijkmatig opwarmen.

Beschikbaarheid van extra functionaliteit

Het is niet altijd nodig om te veel te betalen voor de extra mogelijkheden van verwarmingselementen. Als het verwarmingsapparaat als hulpapparaat wordt gebruikt en geen eigen ingebouwde automatisering heeft, is de aanschaf van een model met thermostaat zinvol.

Maar als een radiator of elektrische convector zijn eigen temperatuursensoren en temperatuurcontrolemechanismen heeft, zullen extra functies niet worden geclaimd.

De elektronica die in de stekker van het verwarmingselement is ingebouwd, moet over veiligheidsmechanismen beschikken, zodat er geen brand ontstaat als de besturingskaart kapot gaat.

Daarom wordt aanbevolen om alleen dure elektrische verwarmers met ingebouwde automatisering aan te schaffen als er een duidelijke behoefte aan dergelijke apparatuur is. Als het nodig is om de temperatuurachtergrond individueel te selecteren, is het beter om te kopen thermostaat in stopcontact, die periodiek kan worden gebruikt.

Wat de fabrikanten van verwarmingselementen betreft, is hun keuze niet belangrijk. De belangrijkste leveranciers zijn bedrijven uit Rusland, Oekraïne, Turkije en Italië.De kwaliteit van hun producten is ongeveer hetzelfde, dus het heeft geen zin om te veel te betalen voor het merk.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Video #1. Praktisch overzicht van verwarmingselementen van verschillende typen:

Video #2. Review verwarmingselement met thermostaat:

Video #3. Kenmerken van een blokverwarmingselement dat wordt gebruikt in elektrische verwarmingsketels:

Een verwarmingselement kopen voor verwarmingstoestellen is geen gemakkelijke taak. Om dit te doen, moet u duidelijk de kenmerken kennen van de apparatuur waarin de elektrische verwarmer is ingebouwd. Daarom hoeft u pas een specifiek model te kiezen na een grondige analyse van de parameters.

Schrijf opmerkingen, stel vragen, publiceer foto's gerelateerd aan het onderwerp van het artikel in het onderstaande blok. Vertel ons hoe u een verwarmingselement hebt uitgekozen om te vervangen in een elektrische boiler of mobiele verwarming. Deel wat voor u persoonlijk het doorslaggevende argument was bij uw keuze.