Современные нагревательные элементы. Устройство и принцип работы. Схема керамического обогревателя


обзор, плюсы и минусы, обман

В последнее время подписчики начали активно начали задавать вопрос: что собой представляет керамический обогреватель? На данный момент такой обогреватель набирает серьезную популярность и его можно встретить практически в каждом магазине. Плюс ко всему, существует огромное количество заблуждений на его счет, поэтому в этой статье мы решили дать объективную оценку такому обогревателю.

Керамические обогреватели или почему нас обманывают на незнании

Принцип работы

Керамический обогреватель работает по принципу принудительной конвекции и инфракрасного излучения. Поэтому не странно, что производители начали говорить «о чуде технологической мысли». К примеру, вот несколько преимуществ, о которых заявляет производитель:

  • совсем не сушит воздух – наглая ложь! Любой источник тепла сушит воздух, даже если мы говорим за радиатор отопления, который зачастую не нагревается выше 80 градусов;
  • срок службы 30 лет – а что так долго может работать? Проводка рассчитана на 15 лет, любой нагревательный элемент изнашивается через три года, корпус постоянно перегревается и охлаждается. Ну как он будет служить такой период времени – мы не понимаем;
  • безопасность – чего, электрического прибора? Любой электрический пробор – это опасность. Другое дело, насколько там продумана защита и из каких материалов он изготовлен. Существует только класс безопасности, абсолютного нет ничего, даже чистая вода может быть опасна для здоровья;
  • высокий КПД – возможно, но дальше мы будем с этим спорить;
  • не поднимает пыль – а что должно ее подымать? Здесь совсем не ясно;
  • полезное инфракрасное излучение – до сих пор на этот счет ходит огромное количество споров. Назвать безопасным ИК излучение никак нельзя, особенно, если оно взаимодействует с кожей, так как оно ее серьезно сушит и вызывает раздражение;
  • экономия электричества до 35% – а вот здесь ну очень много вопросов. Опять же, производитель говорит о «чудо технологии», которая никак не доказана.

Как вы могли заметить, реальных преимуществ не так много, поэтому говорить за «чудо технологию» нет здравого смысла. Но и плохого в них нет ничего, дальше мы вспомним основные преимущества.

Как выбрать керамический обогреватель

Выделим несколько основных рекомендаций, которые помогут его правильно выбрать:

  1. Выбираем мощность по простой формуле: 1 квадратный метр – это 100 Ватт. Рассчитывать на чудо нет никакого здравого смысла.
  2. Существует два способа крепления: на ножки или стену. Мы рекомендуем выбирать способ крепления на стену.
  3. Выбирайте устройства, где есть встроенный терморегулятор. В противном случае придется отдельно докупать его или постоянно включать керамический обогреватель и выключать его с розетки, что крайне неудобно.

Внимание! Как обманывает производитель! Он говорит, что достаточно выбирать 10 м2 устройство мощностью в 100 Вт – это самая наглая ложь, которую мы видели. Такой обогреватель никогда и ни в никаких обстоятельствах не сможет нагреть такое помещение. К примеру, 100 Ватт может потреблять планшет во время зарядки, а он сможет нагреть комнату? Поэтому не видитесь на чудо технологии и делайте нормальные расчеты, тем более, что отзывов в сети на эту тему огромное количество.

Плюсы и минусы

Не смотря на то, что производитель нагло обманывает своих клиентов, в этом обогревателе есть и что-то хорошее. Поэтому выделим несколько преимуществ:

  • достаточно быстро нагревается и поддерживает стабильную температуру;
  • расход электроэнергии соответствует действительности;
  • конструкция керамического обогревателя не содержит элементов, которые могут перегреваться, в этом серьезное преимущество и плюс в карму;
  • можно устанавливать в ванной комнате. Именно в ней мы и рекомендуем их устанавливать, так как у них потребление зачастую небольшое, но со своими задачами они прекрасно справляются;
  • легко устанавливать;
  • работает без шума. Но, через время в любом случае начинаются посторонние звуки, от них не деться, так как корпус постоянно нагревается или охлаждается, а это провоцирует его деформацию.

Минусы:

  1. Производитель нагло обманывает своих клиентов, обещая нереальную экономию и производительность. Не видитесь на это – наглый обман, за который нужно судить.
  2. Многие модели не оснащаются терморегуляторами. Поэтому приходится самостоятельно докупать терморегуляторы или постоянно включать и выключать его в зависимости от нагрева помещения.
  3. Цена. Стоимость керамических обогревателей явно не оправдана, даже не смотря на то, что они имеют красивый внешний вид. За такие деньги можно купить отличный конвектор Нуаро, который славится своим качеством и высокой эффективностью.

Заключение

Стоимость явно не оправдана, логичнее купить обычный конвектор или масляный обогреватель, толку будет больше, цена ниже. По преимуществам – это тихая работа и высокий уровень безопасности.

Стоит ли покупать керамические обогреватели

Мы не рекомендуем покупать керамические обогреватели, уж слишком высокая стоимость. Здесь идет просто развод на деньги, а многие магазины это поддерживают.

Видео по теме

Дадим несколько роликов, которые помогут понять основные тонкости и спорные моменты. Отметим, что видео рекламного характера, они здесь только в качестве ознакомления.Читайте также:

Лучший электрический конвектор.

Как выбрать тепловентилятор.

Платим за свет меньше.

Есть что дополнить? Пишете комментарии, давайте вместе докажем людям, что нет здравого смысла их покупать. Мы – только команда авторов, а мнения наших пользователей всегда поможет другим людям во время выбора.

vse-elektrichestvo.ru

Russian Hamradio - Устройство и ремонт керамических обогревателей.

На современном этапе электронные блоки управления (ЭБУ) находят широкое применение в бытовой технике. Холодильники, стиральные машины, даже утюги оснащены подобными устройствами. Это не удивительно, так как в системах контроля температуры и управления механизмами ЭБУ являются настолько универсальными, что трудно представить им замену.

Применение электронных блоков управления в климатическом оборудовании является наиболее актуальным. Это позволяет задать определенный режим работы оборудования, а также визуально проконтролировать текущее состояние установленных параметров. Приборы с механическим управлением лишены этой возможности.

Одним из представителей климатического оборудования являются керамические обогреватели. Их выпускают многие производители. Рассмотрим устройство и ремонт такого обогревателя на примере модели PCWH, выпускаемой фирмой POLARIS.

Описание

Технические характеристики и основные функции:

  • мощность: 2000 Вт;
  • 2 режима нагрева;
  • таймер;
  • автоматическое поддержание заданной температуры в диапазоне 18…30°С;
  • настенный монтаж;
  • защита от перегрева;
  • светодиодный символьный индикатор режимов работы;
  • ионизация воздуха;
  • пульт дистанционного управления;
  • питающее напряжение: 220…230В/50 Гц.

Устройство обогревателя

Обогреватель состоит из керамического нагревательного элемента, тангенциального вентилятора, электромотора вентилятора, шагового двигателя жалюзи, блока ионизатора и ЭБУ, пульта дистанционного управления (ПДУ). Вид тепловентилятора в разборе изображен на рис. 1.

Рис. 1

Электронный блок управления выполнен на двух платах — силовой, а также плате индикации и управления, соединенных между собой шлейфом проводов. Структурная схема ЭБУ тепловентилятора представлена на рис. 2.

Рис. 2

Силовая плата включает в себя блок питания и элементы коммутации нагрузки — рис. 3. Блок питания состоит из понижающего трансформатора, мостового выпрямителя и стабилизатора (поз. 1, рис. 3). В качестве стабилизатора используется интегральная микросхема 78L05.

Рис. 3

Нагревательные элементы управляются посредством электромагнитных реле. Мотор вентилятора и блок ионизатора коммутируются симисторами (поз. 2, рис. 3). В устройстве применены симисторы фирмы Motorola MAC97A6. Они рассчитаны на коммутацию нагрузки до 800 мА (при напряжении до 400 В).

Рис. 4

Плата индикации и управления представлена на рис. 4 и 5. На плате размещен светодиодный символьный индикатор, микроконтроллер (1), микросхема драйвера шагового двигателя (2), разъем шагового двигателя (3), разъем датчика температуры (4), ИК приемник (5), разъем силовой платы (6) и разъем кнопок управления (7).

Рис. 5

На стороне пайки печатной платы индикации и управления размещены микросхемы драйверов светодиодного индикатора. На рис. 5 они выделены прямоугольником.

Рис. 6

К механической части тепловентилятора можно отнести систему привода жалюзи, которая изображена на рис. 6 и 7.

Рис. 7

Возможные неисправности и методы их устранения

Тепловентилятор не включается

Проверяется цельность термопредохранителя TF1, надежность соединителей CP2, CP6 сопротивление первичной обмотки трансформатора питания. Если в ходе проверки неисправность не выявилась, то проверяют напряжение +5В на выходе стабилизатора. Выход из строя микросхемы стабилизатора является наиболее частой неисправностью. Если напряжение стабилизатора в норме, но дефект сохраняется, следует проверить и заменить конденсатор 1000 мкф в цепи фильтра выпрямителя (поз. 1, рис. 3).

Нет управления с ПДУ

Наиболее вероятной причиной этого дефекта служит отказ ИК излучателя или кварцевого резонатора пульта. Также причиной может оказаться плохое качество пайки выводов микроконтроллера ПДУ или выводов ИК-приемника. Данная неисправность в большинстве случаев устраняется путем пропайки платы после тщательного осмотра соответствующих элементов.

Не вращается вентилятор

В первую очередь необходимо проверить свободно ли вращается ротор вентилятора — если его крыльчатка вращается легко, то проверяется электрическая часть привода. Мультиметром проверяется цельность обмоток электромотора вентилятора, а также емкость рабочего конденсатора С1 (рис. 2). Проверяются элементы цепи управления электромотора, осматривается качество пайки их выводов (поз. 2, рис. 3).

Отсутствует нагрев

Осматривается качество пайки элементов в цепи управления обмотки электромагнитного реле на силовой плате. Проверяется само реле и качество контактов клемм на выводах нагревательных элементов.

Не работают жалюзи

Осматривается механическая часть привода (рис. 6, 7) жалюзи. Проверяется надежность контакта в разъеме CN3 (поз. 3, рис. 4) на плате индикации и управления, а также целостность выводов шагового двигателя.

Неисправности, связанные с платой индикации и управления, встречаются крайне редко, и связаны они чаще всего с так называемой „холодной пайкой” или отказом микроконтроллера.

Александр Гло

РС4-2006

qrx.narod.ru

современные технологии в обогреве дома. Заказать товар керамические плоские нагреватели в Электронагреве с доставкой по России.

Несмотря на квадратуру помещения и предусмотренную ранее систему отопления, которая является необходимостью в холодное время года, многие помещения нуждаются в дополнительном обогреве. Причин для этого множество. Несовершенство отопительной системы, халатная работа организаций, отвечающих за подачу тепла и многое другое.

На сегодняшний день потребительский рынок в буквальном смысле переполнен всевозможными видами обогревательных приборов и приспособлений, дающих уют, комфорт и тепло. В последнее время возросла тенденция к приобретению керамических обогревателей настенных. По этой причине актуальным станет рассмотрение вопроса принципа работы керамического обогревателя, а также разновидностей моделей и их внутреннего устройства.

Виды керамических обогревателей

Обогреватель с керамическим нагревателем существует всего лишь в трех вариантах:

  • Керамический обогреватель настенный;
  • Керамический обогреватель напольный;
  • Керамический обогреватель для дома, который можно расположить на столе или любой другой выступающей поверхности.

Керамические обогреватели для дома имеют большие габариты в сравнении с другими своими аналогами. Однако эти модели эргономичны, их можно разместить на любой вертикальной поверхности. По своему внешнему виду он напоминает современную систему кондиционирования. В отличие от кондиционеров настенный керамический обогреватель нежелательно устанавливать возле потолка. Следуя законам физики, теплый воздух наоборот, поднимается вверх, к потолку.

Напольные керамические обогреватели имеют современный дизайн и уникальные формы, а разместить их можно в любой точке помещения. В некоторых моделях предусмотрены специальные системы вращения. Такая конфигурация позволяет прогревать воздух не только в одном направлении, но и охватывать окружающее его пространство.

Многие покупатели отдают предпочтение настольным моделям. В отличие от обогревателей керамических настенных, в них, так же как и в напольных системах предусмотрены системы вращения. Добавьте к этому миниатюрный размер и стилистический подход. Производители равномерно акцентируют внимание на функциональности, практичности и дизайне.

Конструкция керамических обогревателей

В керамическом обогревателе на стену, равно как и в других аналогичных конструкциях расположены керамические нагревательные элементы. Все они объединены в одну плиту, поэтому нередко их называют керамическими панелями отопления. Здесь следует сделать небольшое отступление. По своему внутреннему устройству (системе подаче тепла) изделия делятся на:

  • Керамические инфракрасные обогреватели;
  • Керамические конверторные обогреватели.

Последняя модель более распространена, так как обеспечивает теплом большое пространство за счет своего механизма работы, обусловленного физическими показателями. Керамические панели отопления равномерно нагреваются за счет источников тепла. Это может быть электрическое или газовое питание. Внутри конструкции расположены небольшие вентиляторы. При их работе производится воздух, который попадая на керамические нагревательные элементы, распространяет в пространстве тепло. Потому и говорят, что керамический обогреватель имеет принцип работы конвекции.

Керамические инфракрасные обогреватели лидируют среди своих других аналогов. Внутри керамических инфракрасных обогревателей встроена керамическая трубка, внутри которой предусмотрена никель-хромированная спираль. Она нагревается под воздействием электрического питания.

В свою очередь, инфракрасные керамические изделия разделяются на полые, объемные или газовые. Полые модели удобны тем, что быстро нагреваются и быстро охлаждаются. Благодаря инфракрасному излучению спектр применения таких обогревателей достаточно широк, их можно встретить повсеместно.

Керамический обогреватель на стену последних моделей по принципу работы аналогичен напольной конструкции. Преимущество данных моделей в том, что в них встроен термостат. Это дополнительный положительный момент, так как с его помощью легко регулировать температуру нагрева, и он предохраняет само устройство.

Преимущества керамического обогревателя

В условиях отечественного климата особо актуально сохранять тепло в домах. По этой причине специалистами не раз проводились тестирования, анкетирования и просто мониторинг, с целью выявления оптимальных отопительных приборов в суровых условиях средней полосы.

Результаты впечатляют, и если раньше лидирующие позиции занимали масляные радиаторы, то в последнее время они значительно отстают от своих керамических собратьев. Итак:

  1. Для жилых помещений выбирались модели, работающие от электричества. Отмечено, что керамические панельные обогреватели отапливают большую площадь, нежели масляные радиаторы. При этом керамические радиаторы потребляют гораздо меньше электроэнергии. Если брать в сравнении с масляными аналогами, то ровно на одну треть.
  2. Несмотря на то что керамические пластины обладают значительным весом, но обогреватели, сделанные из такой плитки гораздо легче масляных аналогов. Это очень важный факт, так как в большом помещении периодически требуется передвигать обогреватель. С керамическим такую операцию проводить проще и легче. Это преимущество и при транспортировке, например, если нужно вывезти радиатор на дачу.
  3. Компактность моделей. Из вышесказанного становится понятным, что следуя общему стилю в интерьере, практичнее приобретать настенные обогреватели, в то время как в масляном варианте таковые модели отсутствуют. Опять же эргономичность пространства. При наличии керамического обогревателя не стоит задумываться о том, куда поместить его при теплой температуре за окном. В крайнем случае его можно просто повесить на стену.
  4. Безопасность агрегата. Это главный критерий, на который обращают внимание покупатели. Независимо от модели, от конфигурации и конструкции керамического обогревателя, все изделия оснащены дополнительными функциями защиты, дающими устойчивую пожаробезопасность. Специальные системы предохраняют конструкцию от перегрева. Основным таким защитным элементом служит термостат. Все последние модели таких обогревателей оснащены пультом дистанционного управления.
  5. Любая модель поддерживает как минимум три режима работы. При этом любая модификация изделия работает бесшумно. Важный фактор. Стоит отметить, что керамические обогреватели уникальные в своем роде изделия, которые с абсолютной безопасностью можно использовать в помещениях повышенной влажности.
  6. В них встроена самовентиляция, а кроме бесшумной работы, керамические обогреватели не сушат воздух, что особо актуально для детских комнат.

При выборе такого обогревателя следует в первую очередь обращать внимание на площадь помещения. Здесь речь идет о минусах керамической продукции. Обогреватели быстро нагреваются и быстро остывают. Цена на такое новшество значительно выше других моделей обогревателей.

Креативные решения

У большого процента населения страны в распоряжение находятся дачи и приусадебные участки. У других есть балконы открытого типа. У третьих лиц возникает проблема в дополнительном отоплении складских помещений. Производители керамических обогревателей решили и этот вопрос.

Оптимальным решением для таких случаев становится выбор обогревателя с керамической панелью, у которого источником энергии служит газ. Правда, для них понадобится приобрести дополнительный баллон с газом. Внутри такого приспособления происходит его сгорание. Главный момент, пламя при сгорании отсутствует. Некоторые модели керамических плиток с такой конструкцией способны нагреваться до 800-900 градусов.

Газовые инфракрасные обогреватели идеальны для туристических походов, так как они могут послужить походной кухней, на которой можно приготовить любое блюдо (кроме запекания). Недостаток в том, что излучатель тепла является точечным.

Обогреватель из керамических горшков

Тем, кому не чужд креатив и широта мышления известны конструкции обогревателей, сделанных своими руками. Речь идет о необычном изобретении рук человеческих, кстати, запатентованным одним американцем-пенсионером.

Обогреватель из керамических горшков способен обогреть небольшую комнату при помощи только одной свечи, ну или лампы накаливания. Высота такого сооружения составляет примерно двадцать три сантиметра, а ширина всего восемнадцать. Конструкция напоминает «русскую матрешку», только в ней вместо куколок находятся керамические горшки (подойдут старые цветочные).

Всего горшков три, самый большой – это наружный слой, а самый маленький горшок – внутренний. Все горшки скреплены между собой длинным металлическим болтом, который унизан шайбами и гайками. Удобство конструкции в том, что в цветочных горшках нет необходимости просверливать отверстие (оно уже предусмотрено для излишков воды).

Остатков продуктов сгорания в такой модели нет, так как с частью теплого воздуха они выходят наружу. С другой стороны, керамические стенки горшков прекрасно сохраняют тепло и передают его. При полном отсутствии отопления в холодную пору, такая конструкция не спасет, но прекрасно послужит дополнительным источником тепла.

Тем, кто решит воспроизвести столь нехитрое устройство следует знать, что новой конструкции необходимо примерно часа три, а то и все четыре, чтобы начать отапливать пространство вокруг нее. После использования, изделие необходимо предохранять от воздействия влаги. Сам изобретатель хранит такую вещь в целлофановом пакете.

Среди других технических особенностей можно отметить, что одна восковая свеча, служащая источником питания для конструкции, весом в 4,5 грамма способна гореть, не затухая примерно двадцать часов. Парафиновая свеча прослужит дольше. В любом случае выбор всегда остается за покупателем.

опубликовано

Тепло в доме или на рабочем месте – одно из главных условий комфортного проживания или качественной производительной работы с минимальной вероятностью приобрести простудное заболевание. Очень хорошо, если такой микроклимат обеспечивает эффективная система отопления. Однако нередко случаются ситуации, при которых требуется, временно, или даже на длительной основе, использование иных источников тепла.

В этом случае на помощь смогут прийти тепловентиляторы. Эти несложные в своем принципиальном устройстве, не особо дорогие, но вместе с тем – весьма эффективные приборы способны очень быстро довести температуру в помещении до необходимого комфортного уровня. Поэтому в очень многих семьях подобный обогреватель всегда хранится в рабочем состоянии, чтобы в нужный момент прийти на выручку хозяевам. А те, у кого его пока еще нет, наверняка не раз задумывались о необходимости такого приобретения. Им и адресуется эта публикация, которая подскажет, как выбрать тепловентилятор, чтобы он в полной мере отвечал запросам потенциальных владельцев – по эффективности работы, по безопасности эксплуатации, по удобству пользования и, конечно — по своей стоимости.

Любой тепловентилятор, независимости от уровня сложности прибора и его оснащенности дополнительными функциями, имеет четыре основных элемента:

  • Корпус (поз. 1), в котором скомпонованы все остальные узлы и механизмы тепловентилятора.
  • Нагревательный элемент (поз. 2), которые преобразует электрическую энергию в тепловую и передает ее проходящему через него потоку воздуха.
  • Нагнетатель воздуха – вентилятор того или иного типа (поз. 3), обеспечивающий принудительное перемещение холодного воздушного потока из помещения через нагревательный элемент, и далее, после нагрева – обратно в комнату.
  • Устройство управления (поз. 4) – от самых простого, по типу тумблера включения и отключения питания, до многофункционального, включающего целый ряд полезных опций.

Несложное устройство большинства тепловентиляторов обуславливает их доступную цену и широчайшую популярность.

  • Такие нагревательные приборы держат дома в «резерве» на случай внезапных аварий основных систем отопления. Очень часто они становятся востребованными в период «межсезонья», например, в случае раннего наступления холодов осенью, еще до начала общего отопительного сезона, или наоборот, при весенних «капризах» погоды. Кроме того, случаются и зимой настолько морозные дни, что радиаторы отопления просто не справляются с задачей в полной мере, и им на помощь приходит тепловентилятор.
  • Незаменимы они становятся для периодических выездов в загородный дом. Пока запущенное отопление будет преодолеваться свойственную ему инертность и выходить в нормальный режим работы, согреться можно будет с помощью компактного и мобильного электроприбора. Ну а если «визит» краткосрочный, то тепловентилятор позволит вообще не запускать стационарную систему отопления.
  • Часто можно встретить тепловентиляторы в рабочих помещениях, особенно там, где постоянный поток посетителей не дает системе отопления поддерживать оптимальную температуру воздуха. Нередко прибегают в установке стационарных приборов, например, потолочного или настенного размещения, которые сами по себе выступают в роли основного и постоянного источника тепла.
  • Нередко прибегают к помощи и тепловентиляторов любители сельскохозяйственных работ, например, для поддержания нужной температуры в небольших теплицах в период неустойчивой весенней погоды, года внезапно опустившиеся холода грозят погубить цветы или проклюнувшуюся рассаду.
  • Еще одна специфическая сфера применения – при проведении ремонтных или отделочных работ некоторые хозяева с помощью тепловентиляторов стараются ускорить сроки некоторых технологических операций – при оштукатуривании, шпатлевании, покраске и т.п.

Одним словом, такому полезному прибору, как тепловентилятор, работа всегда отыщется. Главное – правильно подобрать его по основным критериям.

Критерии выбора электрического тепловентилятора

Тип нагревательного элемента.

Все существующие модели тепловентиляторов по этому параметру можно разделить на три группы.

  • Приборы со спиральным нагревом.
  • Тепловентиляторы с трубчатыми нагревателями — ТЭНами.
  • Вентиляторы с керамическим нагревательным элементом.

Вентиляторы со спиральным нагревом

Эта разновидность относится с самой недорогой категории приборов. В таких тепловентиляторах воздух нагревается при прохождении через спираль, изготовленную из металлического сплава с высоким электрическим сопротивлением (обычно используется нихромовая проволока). Спираль может быть в виде кольца намотана на жаропрочную основу и расположена открыто, удерживая свою форму за счет особой конфигурации витков.

При работе спираль нагревается до очень высоких температур – порой почти до тысячи градусов, раскаляясь докрасна. С одной стороны, казалось бы – хорошо, обеспечивается эффективный теплообмен с прогоняемым через прибор воздушным потоком. Однако, недостатков от такого расположения намного больше:

  • Существует вероятность появления открытого пламени, если, к примеру, в прибор потоком воздуха затянет большой комок пыли или бумажный фрагмент.
  • Открытая спираль, контактирующая с воздухом, всегда служит значительно меньше, чем заключенная в оболочку, как это бывает в ТЭНах.
  • Открытая спираль – это незаизолированный проводник, по которому во время работы прибора протекает переменный ток с опасным для жизни напряжением в 220 В. Неосторожный контакт с ней (например, при неконтролируемых детских играх) может закончиться электротравмой.
  • Много разговоров идет о том, что спирали «сжигают кислород». Это, безусловно, не совсем так – открытого пламени нет, а нагрев имеет только резистивную основу, и для этого участия кислорода, понятно, не требуется. Но, наверное, никто не будет оспаривать, что микроклимат в помещении после длительной работы подобного тепловентилятора все же далек от идеала – у человека может появиться сухость во рту, а иногда даже и головные боли.
  • Любой тепловентилятор при работе переносит немалые массы пыли, взвешенной в воздухе. Попадают иногда в воздушный поток и мелкие насекомые. Неизбежное сгорание такой органики на открытой спирали сопровождается весьма неприятным запахом, который особо чувствуется при запуске прибора после длительного хранения.

Итак, единственным, пожалуй, достоинством приборов с открытой спиралью является невысокая цена.

Электрические тепловентиляторы с ТЭНами

ТЭН- это, по сути, та же спираль, но заключенная в трубчатую оболочку, которая заполнена сухим сыпучим наполнителем – кварцевым песком либо окисью марганца. Наполнитель выступает и в роли изолятора, и в качестве теплопередающего звена, равномерно распределяющего нагрев по внешней металлической или кварцевой оболочке.

Защищённость спирали значительно повышает уровень электро- и пожаробезопасности прибора. Нагревательный элемент служит намного дольше. Температура ТЭНа во время работы редко превышает 500 градусов – для эффективного нагрева воздушного потока этого вполне хватит, а вот эффект пригорания пыли уже не столь выражен.

Для повышения эффективности передачи тепловой энергии прогоняемому через аппарат воздуху, ТЭНы часто «одеваются» в специальные теплообменные «рубашки» с оребрением, для увеличения общей площади контакта. Так что, если выбирается подобный прибор, на это тоже следует обратить внимание – ТЭНы с теплообменными пластинами будут эффективней и экономичнее.

Тепловентиляторы с трубчатыми нагревательными элементами чаще всего отличаются высокой мощностью, и применяются обычно для обогрева объемных производственных или служебных помещений или при выполнении строительных работ. Моделей бытового уровня с ТЭН почти не встречаются. Впрочем, четкой границы здесь нет – порой и для домашних нужд может потребоваться установка мощностью выше 2,5 – 3 кВт, которую уже скорее можно назвать «тепловой пушкой».

Приборы с керамическим нагревательным элементом

Самыми совершенными на настоящее время считаются тепловые вентиляторы с керамическим нагревательным элементом. Их несложно отличить даже внешне – заметный с лицевой части теплообменный элемент имеет выраженную сотовую (ячеистую) структуру, чем-то напоминающую радиатор автомобиля.

Здесь принцип преобразования энергии несколько другой: используются полупроводниковые элементы – позисторы, заключенные в керамическую оболочку в виде длинных пластин, а теплообменная решётка чаще всего изготавливается из тонкого рифленого алюминия, имеющего отличные теплопроводные качества.

Полупроводниковые элементы редко нагреваются выше 150 градусов, что предопределяется их высокую безопасность во время работы. Кроме того, такие нагреватели и самые экономичные. Дело в том, что позисторы имеют интересное свойство увеличения сопротивления при повышении температуры, вплоть до полного «запирания». Таким образом, с ростом температуры нагрева потребление энергии на каждом из элементов снижается – срабатывает принцип саморегуляции. А это – и экономия в расхоже электроэнергии, и более плавная работа самого прибора, уменьшение цикличности включения и выключения, а значит – и сам нагреватель, и автоматика теплового вентилятора прослужат значительно дольше.

Единственным значимым недостатком тепловых вентиляторов с керамическим нагревательным элементом можно назвать их цену, — она обычно существенно выше, чем у моделей со спиралью.

Итак, вывод: с точки зрения экономичности самой покупки лидирует тепловой вентилятор со спиралью. Но если позволяют средства, то целесообразно, не особо сомневаясь, приобретать аппарат с керамическим нагревательным элементом, так как он и безопаснее, и комфортнее в эксплуатации. Ну а потраченные на него деньги вскорости себя оправдают безаварийностью работы и экономным расходованием электроэнергии.

Тип вентилятора

Различаются эти нагревательные приборы и по типу, собственно, нагнетателя воздуха – вентилятора.

Естественно, везде используется электропривод (его потребление на общем фоне энергозатрат – невелико). А вот рабочее колесо с лопастями может различаться.

  • Осевые вентиляторы – самые распространенные. На оси электропривода установлена крыльчатка с лопастями, имеющими определенный угол атаки, которые при вращении создают поток воздуха. Направление потока в этом случае всегда совпадает с положением оси электропривода.

Такая схема очень проста по своей конструкции, поэтому в переносных тепловентиляторах и тепловых пушках применяется чаще всего – не требуется создания каких-либо воздуховодов или направляющих поток коробов. Недостатком ее можно назвать повышенную шумность.

При выборе прибора с таким типом вентилятора предпочтение, по возможности, стоит отдать модели с металлическими лопастями – они более надежны и долговечны.

  • В некоторых компактных обогревателях, которые имеют приземистую горизонтальную, «плоскую» компоновку корпуса, устанавливаются радиальные вентиляторы.

У них – совершенно другое рабочее колесо, имеющее цилиндрическую форму с установленными по окружности параллельными лопастями. Нагнетание воздуха при такой схеме достигается за счет создания центробежного ускорения. Забор производится обычно сверху, соосно с вращением колеса, а выход нагретого потока проводится в перпендикулярном направлении.

Схема очень эффективная, и при хорошей балансировке колеса и смазанных подшипниках такой вентилятор не издает много шума, а создаваемый поток намного ровнее, чем от обычных лопастей.

  • Наконец, самыми производительными и «тихими» в работе являются тангенциальные вентиляторы.

У тангенциальных вентиляторов — выраженная цилиндрическая вытянутая форма

Они всегда имеют характерную вытянутую цилиндрическую форму за счет особого строения рабочего колеса (турбины). Естественно, это предопределяет и сферу их использования – тангенциальные вентиляторы обычно устанавливают на стационарные настенные или потолочные модели или на напольные нагреватели колонного типа.

Тип устанавливаемого вентилятора зависит от габаритов и общей компоновки модели, так что в этом вопросе особо не «разбежишься» с вариантами выбора. Впрочем, если попадаются две сходные модели, например, колонного типа, с одним или двумя осевыми вентиляторами в одной, и тангенциальным – в другой, то предпочтение все же разумнее отдать именно тангенциальному. Во всяком случае, уточнить этот вопрос никогда не помешает.

«Дитя» инновационных технологий — тепловентиляторы безлопастной конструкции

Не столь давно в продаже появились удивительные новинки – безлопастные тепловентиляторы. Однако, дело это еще не совсем изученное и испытанное, и давать советы по приобретению подобной техники сложно. Да и стоимость подобных моделей пока что выходит за рамки разумных пределов.

Тип исполнения тепловентилятора

Различных моделей тепловентиляторов – великое множество, но их можно разделить на несколько групп по типу исполнения прибора.

  • Компактные настольные тепловентиляторы, как уже говорилось, могут быть в вертикальном или горизонтальном исполнении.

— Вертикальные обычно имеют осевой вентилятор, создающий широкий направленный поток воздуха. Как правило, такие модели относятся к разряду самых недорогих. Недостаток у них - малая устойчивость при случайном внешнем сталкивающем воздействии, но зато они занимают мало места на полу или на рабочем столе.

— Горизонтально размещенные тепловые вентиляторы опрокидывания практически не боятся – можно не опасаться, что его перевернет пол расшалившийся ребенок или домашний питомец.

Поток теплого воздуха у них значительно уже из-за особенностей конструкции выходного окна, но зато есть возможность в определенных пределах регулировать направление, перемещая специальные жалюзи. Как уже упоминалось, такие приборы с радиальным вентилятором несколько тише в работе.

Есть и исключения – модели, позволяющие менять рабочее положение с горизонтального на вертикальное. Но все равно в этом случае используется схема с радиальным вентилятором.

Как правило, тепловентиляторы «настольного» класса не отличаются большой мощностью — обычно она ограничивается 1,5 — 2 кВт.

  • Напольные вентиляторы могут иметь также несколько типовых компоновок.

— Обычные напольные тепловентиляторы повышенной мощности обычно имеют кубическую форму корпуса, снабжаются ручкой для переноски и ножками или полозьями для надежной установки на полу.

Они способны быстро и эффективно прогреть помещение, хороши для хозяйственных целей. Но вот для постоянного обогрева жилых комнат их обычно не применяют, так как их внешний вид вряд ли способен украсить интерьер.

Выпускаются такие тепловентиляторы (тепловые пушки) и в горизонтально расположенном цилиндрическом корпусе, который также не впишется в обычный стиль жилого помещения. Их удел, и по производительности, и по внешнему исполнению – все же хозяйственные нужды.

— В том случае, если тепловентилятор предполагается разместить на полу в жилых помещениях на постоянной основе, лучше приобрести модель колонного типа. Такой прибор не «съедает» много места, и вместе с тем обладает высокими эксплуатационными характеристиками за счет большой площади теплообмена и широкому создаваемому потоку теплого воздуха.

Таким тепловентиляторам разработчики и дизайнеры придают весьма оригинальный вид, который легко впишется в задуманный хозяевами интерьер.

  • Существуют бытовые тепловые вентиляторы настенного размещения. Внешне они очень схожи с внутренним блоком кондиционера сплит-системы.

Такие приборы чрезвычайно удобны, так как не занимают места, недоступны детям. Они оснащаются пультами дистанционного управления, позволяющими проводить необходимые регулировки, вплоть до изменения направления воздушного потока за счет подвижных жалюзи.

Мощности таких приборов, как правило, хватает даже для использования их в качестве основного источника отопления в помещении. Вопрос лишь в рентабельности такого подхода – по соображениям высокой стоимости электроэнергии.

  • В бытовой практике практически не применяются, но все же заслуживают упоминания и потолочные тепловые вентиляторы. Один из примеров таких приборов был показан в этой статье выше.

Выбор любой модели по ее внешнему исполнению, безусловно, основывается на субъективных предпочтениях будущих владельцев. А вот дополнительная функциональность прибора – это особый вопрос, требующий дополнительного рассмотрения.

Функциональная оснащенность теплового вентилятора и система обеспечения безопасности
  • Даже самые простейшие недорогие современные тепловентиляторы, как правило, имеют несколько режимов работы. В первую очередь, это обогревательная функция, обычно с двухступенчатой установкой уровня нагрева теплообменного элемента. И второе, работа прибора в режиме обычного вентилятора, то есть с отключенным нагревательным блоком – бывает очень полезна в период летней жары.

Таким образом, у большинства компактных бытовых моделей на переключателе режимов (поз. 1) имеется четыре положения: «выключено», обычная вентиляция и две ступени нагрева спирали (ТЭНа и т.п.)

  • Редко сейчас встретишь аппарат и без простейшего термостата (поз. 2). Конечно, в недорогих моделях о высокой точности работы этого устройства не идет, и шкала не имеет градации по градусам. Тем не менее, использование такого регулятора способно принести немалую экономию при эксплуатации тепловентилятора. Поступают обычно так – включают прибор на полную мощность до тех пор, пока, по мнению хозяев, в комнате не установится требуемая температура. После этого регулятор плавно вращают назад, в сторону уменьшения. В определенный момент вентилятор отключится – значит, этот порог срабатывания соответствует созданной в помещении температуре. В дальнейшем включение и выключение прибора должно происходить автоматическом режиме.
  • Конечно, можно приобрести и дорогую модель колонного или настенного типа, в которой установлена современная электронная система управления. Такие приборы часто оснащены сенсорной панелью, светодиодным или ЖК-дисплеем, по которому можно точно контролировать температуру воздуха и выставлять ее требуемое значение. Обычно подобные модели комплектуются пультами дистанционного управления.
  • В напольных тепловентиляторах может быть реализована еще одна функция – поворот корпуса прибора относительно его установочной платформы-базы. Установка нужного положения может проводиться дистанционно – для этого предусмотрен отдельный электропривод. Имеется возможность установки режима периодической смены направления воздушного потока – так помещение прогреется значительно быстрее.
  • Удобной функцией является опция «antifreeze». В это режиме тепловентилятор будет поддерживать в помещении минимальную температуру, например в 5 – 10 градусов, чтобы не допустить замерзания воды в трубах водопровода и отопления, но сам при этом будет расходовать минимум энергии. Полезная функция, когда хозяевам нужно отлучиться из дома на несколько дней.
  • Существуют модели со встроенным увлажнителем воздуха – в них предусмотрена емкость для заливки воды.

Обычно эти два «контура» работают независимо друг от друга – могут «выступать тандемом» или каждый в отдельности. По сути – это два прибора в одном корпусе. Неплохое решение для того чтобы обеспечить максимально комфортный микроклимат в помещении.

  • Очень хорошо, если тепловой вентилятор оснащен фильтром для очистки пропускаемого через себя воздуха.

Очень важным критерием выбора будет оснащенность прибора системами защиты. Сочетание опасного напряжения и высоких температур для жилого помещения требует особых мер предосторожности.

— Прежде всего, прибор должен иметь термореле, которое обязано выключить питание в случае перегрева. Но даже наличие такого уровня защиты вовсе не снимает с хозяев обязанности постоянно следить за тем, чтобы тепловентилятор никогда не накрывался, намеренно или случайно, тканью или бумагой. Защита сработает, но может быть уже поздно – вероятность возгорания легковоспламеняющихся материалов очень высока. Особенно это актуально для нагревателей с открытой спиралью. И вообще – минимальное расстояние от тепловентилятора до любого другого предмета должно быть не менее 500 мм.

— Второй важный элемент, особенно для приборов вертикального размещения – датчик положения. Он должен выключить тепловентилятор в случае опрокидывания, падения., чтобы не допустить попадание горячего воздуха, например, на покрытие пола, предметы мебели и т.п.

— Если в планах хозяев есть использование тепловентилятора в помещениях, где существует вероятность попадания брызг воды (например, в ванной), следует выбирать прибор со степенью защиты корпуса не ниже IP44 .

— Для тепловентиляторов в металлических корпусах актуален вопрос защиты от пробоя фазы на корпус. Для них следует использовать только розетки с контуром заземления.

Прибор какой мощности приобрести?

Один из важнейших критериев выбора – мощность тепловентилятора, то есть его способность выработать и передать нужное количество тепловой энергии для обогрева помещения. Как подойти к этому вопросу?

Прежде всего, необходимо четко представлять себе, в каких целях приобретается нагреватель.

  • Если его планируется использовать исключительно в качестве подмоги основной системе отопления, для создания в жилом помещении зон повышенного комфорта в зимний морозный период, для обеспечения «теплого ветерка по ногам» или для дополнительного обогрева офисного рабочего места, то не стоит и особо задумываться. Вполне можно приобрести компактный тепловентилятор небольшой мощности, порядка 1 ÷ 1,5 кВт – этого ресурса вполне должно хватить на упомянутые цели.

Другое дело, если перебои с центральным отоплением не являются редкостью, или когда сразу планируется покупать аппарат, который может стать резервной или даже основной альтернативой системы обогрева жилья. Здесь придётся исходить из размеров и особенностей помещения, в котором планируется использование тепловентилятора.

Принято считать, что для качественно обогрева 10 м² жилой площади требуется 1 кВт тепловой энергии. С этим можно согласиться, но только с массой оговорок. Так, это соотношение будет справедливо для типовой комнаты с одним окном, с достаточным уровнем термоизоляции стен, со стандартной высотой потолков, наверное, только для умеренно холодных зимних температур. Одним словом, многие важные критерии просто не учитываются.

Но в реальных условиях, в особенности – в сфере частного домостроения, вариантов может быть великое множество. Согласитесь – одно дело обогреть комнату с одним окошком, сверху и снизу которой расположены отапливаемые помещения, и совсем другое – обеспечить нормальную температуру в помещении частного дома с холодным чердаком и с большой площадью остекления. Или, например, климатические условия Белгородской области никак нельзя сравнить с зимними температурами Пермского края.

Всесторонние расчеты требуемой тепловой мощности базируются на сложных формулах, многочисленных табличных значениях и поправочных коэффициентах, и провести самостоятельно такое вычисление неспециалисту – невозможно. Однако, предлагаем вам воспользоваться приведенным ниже калькулятором. Он, безусловно, не претендует на «научность», но все же позволяет более точно переделить необходимое значение, с вполне допустимой погрешностью, но зато уже с учетом многих влияющих на результат факторов.

Это перегоревшая спираль нагревательного элемента. Даже если есть в наличии нихромовая проволока подходящего диаметра и длины, намотать новую спираль практически может, не получится (для паяльника, рассчитанного на напряжение 220 вольт точно), уж больно близко должны располагаться витки спирали друг к другу чтобы поместилось необходимое количество. Такая намотка под силу только специальному оборудованию. Не беру в расчёт отдельных энтузиастов, которым это удалось. Что же касается паяльников рассчитанных на напряжение 110 вольт и ниже (), то тут уже всё более реально. Необходимое сопротивление нагревательного элемента (нихрома) гораздо ниже и соответственно длина проволоки, которую надо намотать должным образом, значительно меньше. Но есть ещё изолирующий диэлектрик под названием слюда, которая по своей сути «недотрога» - крошится и рассыпается даже при самом нежном с ней обращении. Короче больше заниматься не собирался и вдруг нахожу информацию, что слюду может прекрасно заменить тандем, состоящий из самого обычного талька и конторского клея, которые образуют защитное покрытие сродни керамическому. Попробовал - получилось.

Для изготовления миниатюрного нагревательного элемента необходимо: нихром диаметром до 0,1 мм, тонкая (чуть толще нихрома) не упругая стальная проволока, асбестовая нить и самая тонкая швейная игла, вставленная в разметочный предмет чертёжного набора под названием «готовальня». Первое действие это прочное и компактное соединение концов нихромовой и стальной проволок методом скрутки.

Теперь нужно собрать представленную схему. Она поможет определиться с длиной нихромовой проволоки, из которой следует намотать нагревательную спираль.

Когда всё подключено, плавно увеличиваем напряжение, смотрим на показания вольтметра блока питания и амперметра. В данном случае при напряжении в 11 вольт токопотребление составило практически 0,5 А. Перемножив эти показатели, получаем ориентировочную мощность будущего нагревательного элемента - 5,5 Вт. Спираль ещё не разогрелась до красна (на полную мощность) и не надо её жечь, уже и так ясно, что можно будет по готовности нагревательного элемента подавать на него и 12 и даже 13 вольт. Так что желаемая мощность в 8 Вт будет легко достигнута. Напоследок замеряется сопротивление участка нихромовой проволоки, на которую подавалось напряжение - для сопоставимого контроля длины при намотке спирали.

Для начала процесса намотки стальная проволочка продевается в тоже «ушко», что и иголка, на которую насажена асбестовая нить призванная выполнить роль оправки для намотки спирали и одновременно основания будущего нагревательного элемента. Важно - перед началом намотки место соединения нихрома и стальной проволочки должно находиться, по крайней мере, в нескольких миллиметрах (2 - 3 мм) от края асбестовой нити в сторону её середины (на верхнем фото сбилось, перед намоткой поправлял). Намотать лучше немного больше, когда игла будет вытащена отмотать лишнее можно легко - домотать, не получится. Снятую с иглы спираль на асбестовой нити измеряют на предмет определения сопротивления и подгоняют под необходимое.

Далее потребуется тальк и конторский (силикатный) клей. Предстоит самое неконкретное действие, ибо способ нанесения защитного слоя (полного диэлектрика в будущем, после высыхания) может в принципе быть разным. Предлагаю посмотреть видео с тем, который показался наиболее прогрессивным по всем показателям. И в первую очередь по расходу талька.

Видео

Это первый этап покрытия, второй после 10 минутного подсыхания. Можно в принципе и не делать, всё решает визуальный контроль при помощи увеличительного стекла. Витки нихрома не должно быть видно.

Почти готовый нагревательный элемент (осталась просушка), длина 15 мм, диаметр 2 мм. Оптимальное напряжение питания 12 В, мощность 8 Вт. Просушка - на горячую батарею отопления, на следующий день подключил к БП подал напряжение достаточное для нагрева до 50 градусов (контроль мультиметром в режиме измерения температуры) - дал остыть и разогрел до 100 градусов, потом ещё до 150. Можно ставить по месту, эксплуатационные испытания на следующий день.

Вывод

На этом заканчивать не собираюсь, метод весьма перспективный и многообещающий, в ближайших планах изготовление более крупного керамического нагревательного элемента. Изюминка метода в том, что спираль, лишённая контакта с кислородом воздуха более выносливая и соответственно долговечная. Автор материала - Babay iz Barnaula.

К сожалению, центральные источники тепла не всегда в полной мере могут выполнять возложенные на них задачи. Поэтому зачастую приходиться прибегать к дополнительному способу обогрева. Решить проблему помогают обогреватели, которые на рынке представлены в широчайшем ассортименте. Одним из таких приборов является керамический нагреватель.

Особенности конструкции и принцип работы

В основе отопительной техники данного типа лежит керамический Причем он может быть задействован в абсолютно разных отопительных приборах, отличающихся не только внешним видом, но и принципом действия.

Исходя из способа подачи тепла, приборы делятся:

  • На инфракрасные керамические нагреватели — нагревают предметы путем инфракрасного излучения;
  • Керамические конвекторы — работают по принципу принудительной конвекции.

Керамические ИК-нагреватели оснащены нагревательной керамической трубкой с никель-хромированной спиралью внутри. Они могут быть полые, объемные или газовые. Такие приборы хотя и считаются лучшими среди аналогов, но используются не столь активно, потому как способны обогреть лишь определенный участок, находящийся в зоне действия инфракрасных лучей.

На сегодняшний день большой интерес вызывают (плиты), которые позволяют обеспечить теплом значительную площадь. Особенность обогрева заключается в том, что плита керамическая действует в двух направлениях одновременно: как конвектор и как инфракрасный обогреватель. Внутри конструкции находятся небольшие вентиляторы, которые прогоняют воздушные массы через теплообменник из керамики и равномерно выпускают в помещение уже прогретый поток воздуха. Плита керамическая имеет встроенный термостат, позволяющий устанавливать оптимальную температуру и предохраняющий само устройство.

Классификация по источнику энергии

Обогреватели могут работать не только от электричества, но и на сжиженном газе. В зависимости от энергоносителя керамические нагреватели бывают:

Электрические. Наиболее практичные и распространенные. Из-за простоты и удобства в эксплуатации электрические керамические обогреватели часто используют для обогрева детских комнат. Они не сушат воздух и не съедают кислород. К тому же их можно использовать в местах с высокой влажностью воздуха.

Газовые. Работают за счет энергии, получаемой при сжигании высококалорийного пропана-бутана и по эффективности несколько уступают электрическим, хотя являются более дешевыми. Основная составляющая часть устройства — керамическая панель, внутри которой происходит беспламенное сгорание топлива. Газовый керамический нагреватель воздуха предполагает использование газового баллона, из которого топливо через шланг поступает к горелке. Чаще всего такие агрегаты применяют для отопления веранд, летних кафе, гаражей и складских помещений.

Классификация по типу размещения

По типу установки керамические обогреватели бывают:

Настольные — это компактные по размеру приборы, которые, как правило, имеют небольшую мощность и предназначаются для быстрого обогрева небольших комнат.

Настенные обогреватели снаружи напоминают кондиционер и устанавливаются на любой высоте. Такой керамический нагреватель не занимает полезное пространство и больше всего подходит для прогрева средней площади.

Напольные варианты являются самыми мощными и способны обогреть помещения с различной квадратурой.

Преимущества

К плюсам нагревателей с керамическими элементами можно отнести высокую эффективность, безопасность и надежность использования, создание оптимально комфортного микроклимата, быстрый прогрев помещения. Кроме того, по сравнению с традиционными они потребляют на треть меньше электроэнергии.

Керамические нагреватели имеют высокий уровень пожаробезопасности. Благодаря встроенному термостату обеспечивается защита от перегрева. Помимо всего прочего такие нагревательные приборы единственные, которые можно использовать в помещениях с повышенной влажностью. Многие модели оснащены антибактериальной защитой и ионизатором.

Дополнительное преимущество керамических обогревателей заключается в возможности их использования в жаркое время года в качестве вентилятора.

Недостатки

Как и все остальные нагревательные приборы, керамический нагреватель имеет свои недостатки. К ним относятся локальность действия ряда моделей, а также быстрое остывание помещения после отключения устройства. Многих покупателей смущает тот факт, что цена керамических обогревателей существенно выше остальных отопительных приборов. На самом деле при наличии стольких преимуществ это вполне оправдано.

Многие задаются вопросом: в каких случаях стоит покупать керамические нагреватели? Отзывы свидетельствуют, что данная климатическая техника отлично подходит для обогрева спален и детских комнат, так как практически не сушит воздух. Некоторые предпочитают использовать керамические приборы в ванной из-за их устойчивости к влаге.

Однако важно понимать, что керамический нагреватель ввиду мощносных характеристик не может полностью заменить основную систему отопления. Он способен лишь ее дополнить.

Выбирая прибор для дополнительного обогрева, прежде всего необходимо учитывать площадь помещения. Исходя из этого подбирается оптимальный тип климатической техники и ее мощность. Так, идеальным вариантом для маленькой комнаты будет настенный обогреватель, который сэкономит пространство и эффективно его прогреет. Кроме того, следует принимать во внимание степень закрытости помещения: электрические керамические приборы подходят для внутреннего обогрева, а газовые — для открытых площадок.

Конечно, спектр рукотворных ИК нагревателей не столь широк, как у солнечного света, и находится в длинноволновой области ИК диапазона с длиной волны λ = 50—2000 мкм. Причем, чем меньше температура нагретого тела, тем больше длина волны. Вообще, диапазон ИК излучения намного шире и делится на три поддиапазона

Коротковолновая область: λ = 0,74—2,5 мкм,

Средневолновая область: λ = 2,5—50 мкм,

Длинноволновая область: λ = 50—2000 мкм,

но инфракрасные нагревательные элементы работают только в длинноволновой части ИК спектра. Различные ИК нагревательные элементы являются основой для создания инфракрасных обогревателей. Поскольку тепло от инфракрасных нагревательных элементов передается в основном теплоизлучением, то их часто называют инфракрасными излучателями.

Как устроены ИК обогреватели

В сущности, конструкция ИК обогревателя проста и незатейлива: нагревательный элемент - излучатель помещен в корпус той или иной конструкции, внутри корпуса имеется рефлектор - отражатель, клеммы для подключения излучателя, а снаружи клеммы для внешних проводов. На рисунке 2 показан именно такой простенький вариант обогревателя.

Рисунок 2. Конструкция ИК обогревателя: 1 — отражатель (рефлектор), 2 — защитная сетка, 3 — переключатель, 4 — крепежная скоба, 5 — инфракрасная карбоновая лампа, 6 — крышка, 7 — клеммная коробка, 8 — шнур питания, 9 — вилка.

Сразу бросается в глаза, что обогреватель данной конструкции очень похож на прожектор для галогенных ламп, применяемый для подсветки рекламы, фасадов зданий, ступенек крыльца, части двора возле дома. В общем, какого-то сравнительно небольшого участка, так называемое локальное освещение.

Поэтому с помощью ИК обогревателей тоже возможен обогрев не всей площади помещения, а лишь какой-то его части. Экономия электроэнергии заметна невооруженным глазом: зачем греть все помещение, если можно нагреть всего один угол? Пример индивидуального обогрева офисного работника показан на рисунке 3.

Рисунок 3. Точечный ИК обогрев

Это как раз тот вариант обогрева, который можно получить, используя обогреватель, показанный на рисунке 2. Если требуется сделать отопление, например в кафе, то понадобятся обогреватели несколько иной конструкции, которые можно установить в потолок, наподобие светильников с дневными лампами. Такой вариант показан на рисунке 4. В принципе, обогреватели можно развесить над каждым столиком, либо просто в шахматном порядке.

Рисунок 4. Полный обогрев

Подобных схем обогрева можно найти немало, ведь ИК обогреватели используются для отопления достаточно больших помещений: мастерских, складов, цехов, а то и вовсе небольших площадок на открытом воздухе. Например, это может быть беседка возле дома или веранда ресторана со столиками. В ИК обогревателе, показанном на рисунке 2, применяется инфракрасная карбоновая лампа, что это такое, как она устроена и какие у нее свойства?

Карбоновая лампа

Представляет собой вакуумную трубку из кварцевого стекла, внутри которой размещен излучающий элемент, сделанный из углеродного (карбонового) волокна, точнее из нескольких волокон свитых в жгут. Иногда этот излучающий элемент называют карбоновой спиралью, хотя это и не совсем правильно.

Карбоновое волокно появилось сравнительно недавно, но завоевало большую популярность в различных технологиях. Из него делаются не только карбоновые излучатели. С помощью специальных технологий из карбоновых волокон делают углепластики.

Спектр применения углепластиков очень широк, примерно около двадцати направлений: от авиастроения и ракетной техники до струн для музыкальных инструментов. Широко применяются углепластики в автомобилестроении, главным образом, в спортивных автомобилях. Те, кто увлекается любительским и спортивным рыболовством, по достоинству оценили все прелести карбоновых удилищ.

Карбоновое волокно имеет волокнистую структуру, что значительно увеличивает площадь излучения. Эта площадь в десятки и сотни раз превышает площадь спирали из нихрома, вольфрама, керамики, фламентина или других материалов. Такая развитая площадь приводит к тому, что теплоотдача карбонового волокна на 30…40% выше, чем у обычных нагревательных элементов.

При подаче напряжения карбоновое волокно разогревается мгновенно, сразу начинается выработка лучистого тепла, причем, без вредного излучения в ультрафиолетовой части спектра. Повышенная теплоотдача карбонового волокна приводит к более экономному расходу электроэнергии, нежели у обычных нагревателей из нихромовой спирали.

При одинаковой потребляемой мощности карбоновые нагреватели вырабатывают большее количество тепла. Тепло при этом не уходит под потолок, как в случае отопления, например, масляным радиатором или батареей центрального отопления.

Оптическое излучение карбоновых ламп совсем незначительно. Чуть видимое красное свечение вовсе не влияет на зрение, не ослепляет, но свечение все-таки заметно. На рисунке 5 показан работающий бытовой обогреватель на основе карбоновых ламп.

Рисунок 5. Работа карбонового обогревателя

В верхней части обогревателя находятся переключатели, задающие режимы работы. В подставке обогревателя имеется электропривод, создающий покачивания обогревателя в разные стороны, наподобие того, как это делают вентиляторы. Этими поворотами достигается увеличение площади обогрева.

Керамические инфракрасные нагреватели (излучатели)

Представляют собой обычный ТЭН, «заточённый» в керамическую оболочку - корпус. Теплом от ТЭНа разогревается керамика, а уже от нее тепловые лучи излучаются во внешнюю среду. Керамическая оболочка имеет площадь в несколько раз превышающую площадь ТЭНа, поэтому тепло отдается более активно.

Внешний вид керамического обогревателя показан на рисунке 6. Подобные нагреватели часто называют панельными инфракрасными нагревателями. Форма нагревательных панелей самая разнообразная. Нагреватель может быть плоским, вогнутым или, наоборот, выпуклым.

Рисунок 6. Внешний вид керамического нагревателя

На передней поверхности можно рассмотреть конфигурацию ТЭНа, на задней поверхности находятся проволочные выводы изолированные керамическими бусами. Рабочая температура керамических нагревателей 700…750 градусов, удельная поверхностная мощность до 64Квт/м2. Мощность керамических нагревателей может находиться в пределах от нескольких десятков ватт, до нескольких киловатт. Что называется, на все случаи жизни.

Некоторые типы керамических нагревателей имеют открытую, видимую спираль, например типа HSR. Рабочая температура нагревателя 900 °C, нагреватель предназначен для быстрого разогрева. Внешний вид нагревателя HSR показан на рисунке 7.

Рисунок 7. Нагреватель типа HSR

Керамические ИК нагреватели бывают трех типов: объемные (сплошные), полые, а также нагреватели со встроенной термопарой. Объемные элементы достаточно инерционны, долго разогреваются и медленно остывают. В тех случаях, когда нужно периодическое включение/выключение нагревателя, применяются полые нагреватели.

Они менее инерционны, что позволяет применять их в различных технологических процессах, где требуется поддержание точной температуры рабочей среды с помощью периодического включения/выключения излучателя. За счет пониженной массы скорость разогрева пустотелых излучателей на 40% выше, чем у объемных.

В отличие от объемных излучателей большая часть излучения полых излучателей направлена вперед. Излучению назад препятствует полый тепловой барьер с задней стороны, что обеспечивает щадящий температурный режим для элементов корпусных конструкций, а также повышает КПД излучателя. По сравнению с объемными излучателями той же мощности снижение потребления электроэнергии достигает 15%.

При использовании объемного излучателя такое распределение тепла можно получить только с использованием рефлектора. Некоторые типы панельных ИК нагревателей имеют встроенную термопару типа K или J, что позволяет осуществлять точный контроль и регулирование температуры. Очень удобно для применения в технологических процессах.

Технологических процессов, где применяются ИК излучатели достаточно много. Вот только некоторые из них:

    Сушка краски (двухкомпонентные краски, эпоксидные лаки),

    Обработка пластмасс (вулканизация ПВХ, термоформовка пластиков АБС, полиэтилена, полистирола, части автокузова, порошковая покраска)

    Сушка клеящих веществ,

    Обработка продуктов питания (поддержание в нагретом состоянии, гриль, стерилизация и пастеризация),

    Текстильные изделия (шелкография, переводные картинки на футболках, латексирование ковровых покрытий),

    Красота и здоровье (инфракрасные тепловые кабины, сауны)

Инфракрасные керамические лампы Эдисона

Относятся к полым керамическим излучателям, выпускаются с цоколем E27, как у обычной лампы накаливания. Этот цоколь давным-давно был изобретен великим изобретателем Т. Эдисоном. Именно буква «E» в названии цоколя увековечивает имя изобретателя, а 27 это диаметр цоколя в миллиметрах. Конструкция очень удобная: просто ввернули в патрон вместо лампы накаливания, и сразу стало тепло!

Считается, что эти обогреватели, чаще всего, применяются в животноводстве. Даже на китайских сайтах с бесплатной доставкой, из корявого машинного перевода с английского языка, можно понять, что эти обогреватели предназначены для коровников, птичников и свинарников.

Почему нельзя такой излучатель повесить если не дома, то хотя бы на рабочем месте? Ведь далеко не секрет, что наши работодатели не особо утруждают себя созданием нормальных условий на рабочих местах: летом не хватает кондиционера, а в осеннюю пору, пока еще не включили отопление, приходится в цехе, мастерской или в конструкторском отделе одеваться в ватную телогрейку.

Для обогревателей Эдисона выпускаются металлические рефлекторы, что позволяет увеличить теплоотдачу в нужном направлении и снизить тепловое воздействие на стены и потолки. Собственно для этих же целей служат и рефлекторы, используемые с другими типами нагревателей. Внешний вид обогревателя с цоколем E27 показан на рисунке 8.

Рисунок 8. Инфракрасная лампа Эдисона

Естественно, что вкручивать такие «лампочки» надо в высокотемпературный керамический патрон.

Кварцевые и галогеновые излучатели

Представляют собой запаянную вакуумную трубку из кварцевого стекла, внутри которой находится спираль из металла с высоким сопротивлением. По сути дела, это . В зависимости от конструкции спирали излучатели делятся на два диапазона ИК излучения, - излучатели средневолнового диапазона и излучатели коротковолнового диапазона.

В первых из них спираль имеет звездчатую форму, во вторых внутри кварцевой трубки находится поддерживаемая нить накала, что прекрасно просматривается сквозь прозрачное кварцевое стекло. Спрашивается, зачем делать спирали различной конструкции, что получается в результате таких технологических изысканий?

Галогеновые излучатели с поддерживаемой нитью накала работают в высокочастотном диапазоне ИК, и обеспечивают возможность нагрева до 2600 °C. Этот нагревательный элемент имеет высокую мощность, очень быстрое время реагирования, что делает его незаменимым в коротких циклических процессах, где требуется высокая удельная мощность.

Нагревательные элементы для обогрева плоскостей

Нагрев до столь высоких температур нужен далеко не всегда, и в этих случаях приходится применять другие нагреватели, которые передают тепло не излучением, а находясь в непосредственном контакте с нагреваемым предметом. При этом нагревается поверхность определенной площади и формы, как плоская, так и криволинейная. Одним из таких типов нагревателей являются плоские эластичные нагреватели, изготовленные из силикона.

Силикон это кремнийорганический полимер, состоящий из атомов кремния и углерода. В зависимости от молекулярной массы эти полимеры могут быть жидкими (кремнийорганические жидкости), эластичными (кремнийорганические каучуки) или твердыми продуктами (кремнийорганические пластики).

Кремнийорганические полимеры обладают хорошими диэлектрическими характеристиками, отличаются высокой термостойкостью, хорошими водоотталкивающими свойствами, физиологической инертностью, что позволяет использовать их для создания плоских нагревательных элементов. Такая конструкция называется силиконовыми нагревательными матами, и применяется в тех случаях, когда необходим равномерный нагрев какой-либо поверхности.

Силиконовые нагревательные элементы

Представляют собой конструкцию из двух слоев силикона, между которыми размещается нагревательный провод или вытравленная нагревательная пленка, что позволяет получить самые различные параметры нагревателя. Для увеличения механической прочности силикон армируется текстильным стекловолокном.

Эти нагреватели обладают высокой скоростью реагирования (малое время нагрева/остывания), точность поддержания температуры достаточно высока, особенно, если нагреватель оснащен сенсором температуры и термостатом.

Геометрические размеры силиконовых матов невелики, толщина нагревателей начинается от 0,7 мм, что позволяет использовать их в самых различных областях, начиная от аэрокосмических аппаратов и заканчивая подогревом бочек с маслами или красками.

Силиконовые нагреватели имеют повышенную устойчивость к влаге и сырости, поэтому они рекомендуются для лабораторного оборудования, применения в сфере общественного питания, а также для защиты электронной аппаратуры от замерзания и конденсата. Единственным ограничением к применению силиконовых нагревательных элементов может служить относительно низкая рабочая температура: 200 °C в режиме длительной эксплуатации и 230 °C кратковременно. Внешний вид силиконовых нагревателей показан на рисунке 9.

Рисунок 9. Силиконовые нагреватели

Нагреватель из вытравленной пленки показан на рисунке 10. Естественно, что эта проводящая дорожка показана условно, на самом деле она закрыта другим слоем силикона.

Рисунок 10.

Нагреватели с вытравленными элементами, также, как и нагреватели с нагревательным проводом выпускаются самых различных форм и размеров, однако, вытравленные элементы позволяют получить самые разнообразные схемы распределения тепла. Кроме того бОльшая площадь вытравленного нагревательного элемента обеспечивает бОльшую плотность мощности и равномерность распределения тепла. Расстояние между вытравленными проводниками можно получить несколько меньше, чем в случае применения нагревательного провода.

Для удобства монтажа многие силиконовые нагреватели с обратной стороны оснащаются самоклеющейся пленкой. Современные клеевые технологии позволяют создать прочные соединения даже при повышенной температуре, на которой работают силиконовые нагреватели, поэтому соединение получается надежным и долговечным.

Нагреватели для бочек часто называются тепловыми рубашками. Такие же рубашки существуют для обогрева контейнеров, а также днищ бочек и контейнеров. Естественно, что эти нагреватели плоские, а их размеры соответствуют размерам бочек или контейнеров. Миканитовые нагреватели

Также относятся к плоским нагревательным элементам. Их основой служит миканит - слюдяная бумага. Ее основа крошка из природной слюды, скрепленная жаростойким связующим составом. Несколько слоев такой бумаги спрессовываются и подвергаются обработке под высоким давлением и температурой, в результате чего получаются пластины требуемого размера.

Для обеспечения эксплуатационных качеств и механической прочности миканитовые «сэндвичи» выпускаются в корпусе из тонкого металла, что позволяет создавать нагреватели различной формы. На рисунке 11 показаны плоский миканитовый нагреватель и нагреватель в виде манжеты. Подобные нагреватели применяются в оборудовании для обработки пластмасс, температура плавления которых находится в диапазоне 180…240°C, что вполне допустимо для миканитовых нагревателей.

Рисунок 11. Миканитовые нагреватели

Для улучшения теплопередачи нагреватели в металлических корпусах прижимаются к нагреваемому элементу с помощью металлических скобок и хомутов, а то и просто обвязываются проволокой.

В настоящее время существует великое множество различных систем и конструкций нагревателей, позволяющих выполнять любые технологические задачи. В этой статье было рассказано лишь о незначительной их части. Если кто-то заинтересовался этой проблемой всерьез, конкретно каким-либо типом нагревателя, технологией его применения, то подобную информацию всегда можно найти в поисковых системах Интернета.

heatylab.com

Нагревательные элементы. Их устройство и принцип работы.

В прошлой статье было рассказано в основном о трубчатых нагревательных элементах – ТЭНах и об открытых спиралях. Кроме этого существует еще и другие нагревательные элементы, некоторые из них практически ровесники открытой спирали, а другие появились относительно недавно, благодаря развитию современных технологий. Об этих нагревателях, новых и не очень, и будет рассказано сегодня.

Инфракрасные нагревательные элементы

Применяются в различных устройствах, прежде всего инфракрасных обогревателях для отопления помещений. Попросту говоря, это отопительные приборы, создающие комфорт в доме, квартире, офисе или цехе. Для различных условий применяются самые разнообразные конструкции обогревателей. Инфракрасные нагреватели могут применяться также в различном технологическом оборудовании, где требуется нагрев каких-то предметов.

Ярким примером такого технологического оборудования являются инфракрасные паяльные станции и современные лабораторные нагревательные шкафы и печи. Широко используется ИК нагрев в групповой пайке печатных плат с компонентами SMD.

Описание этого процесса опубликовано в журнале «Технологии в электронной промышленности №3, 2007». Статья называется «Инфракрасный нагрев в технологии пайки поверхностного монтажа», автор статьи В. Ланин. В статье приводятся очень интересные факты, как уже ставшие историей, так и имеющие место быть. Схема установки для инфракрасной пайки показана на рис. ниже.

   Установка групповой пайки с ИК нагревом: 1 — вытяжная вентиляция, 2 — матрица ИК ламп, 3 — плата, 4 — ИК лампа, 5 — отражатель, 6 — устройство охлаждения, 7 — конвейер

ИК излучение, что это, и как оно работает

Инфракрасное излучение является одной из составных частей солнечного спектра. ИК лучи находятся в самой низкочастотной зоне солнечного света. Именно они несут нам на Землю тепло. При этом инфракрасные лучи беспрепятственно проходят сквозь воздух, нисколько не нагревая его. Нагревается земная поверхность, и все, что встречается на пути солнечных лучей. И только потом, от теплых предметов согревается воздух. Вот почему утром воздух прохладен, пока не взойдет Солнце. В точности также работают инфракрасные нагреватели, являющиеся основой промышленных и бытовых обогревателей.

Конечно, спектр рукотворных ИК нагревателей не столь широк, как у солнечного света, и находится в длинноволновой области ИК диапазона с длиной волны λ = 50—2000 мкм. Причем, чем меньше температура нагретого тела, тем больше длина волны. Вообще, диапазон ИК излучения намного шире и делится на три поддиапазона:

  • коротковолновая область: λ = 0,74—2,5 мкм
  • средневолновая область: λ = 2,5—50 мкм
  • длинноволновая область: λ = 50—2000 мкм

Но инфракрасные нагревательные элементы работают только в длинноволновой части ИК спектра. Различные ИК нагревательные элементы являются основой для создания инфракрасных обогревателей. Поскольку тепло от инфракрасных нагревательных элементов передается в основном теплоизлучением, то их часто называют инфракрасными излучателями.

Как устроены ИК обогреватели

В сущности, конструкция ИК обогревателя проста и незатейлива: нагревательный элемент – излучатель помещен в корпус той или иной конструкции, внутри корпуса имеется рефлектор – отражатель, клеммы для подключения излучателя, а снаружи клеммы для внешних проводов. На рисунке показан именно такой простенький вариант обогревателя.

   Конструкция ИК обогревателя: 1 — отражатель (рефлектор), 2 — защитная сетка, 3 — переключатель, 4 — крепежная скоба, 5 — инфракрасная карбоновая лампа, 6 — крышка, 7 — клеммная коробка, 8 — шнур питания, 9 — вилка.

Сразу бросается в глаза, что обогреватель данной конструкции очень похож на прожектор для галогенных ламп, применяемый для подсветки рекламы, фасадов зданий, ступенек крыльца, части двора возле дома. В общем, какого-то сравнительно небольшого участка, так называемое локальное освещение.

Поэтому с помощью ИК обогревателей тоже возможен обогрев не всей площади помещения, а лишь какой-то его части. Экономия электроэнергии заметна невооруженным глазом: зачем греть все помещение, если можно нагреть необходимый угол? Пример точечного обогрева показан на рисунке.

    Точечный ИК обогрев

Если требуется сделать отопление, например на производстве, то понадобятся обогреватели несколько иной конструкции, которые можно установить в потолок, наподобие светильников с дневными лампами. Такой вариант показан на рисунке ниже.

   Обогрев больших помещений

Подобных схем обогрева можно найти немало, ведь ИК обогреватели используются для отопления достаточно больших помещений: мастерских, складов, цехов, а то и вовсе небольших площадок на открытом воздухе. Например, это может быть беседка возле дома или веранда ресторана со столиками.

Нагревательные элементы на карбоновых лампах

Карбоновая лампа, представляет собой вакуумную трубку из кварцевого стекла, внутри которой размещен излучающий элемент, сделанный из углеродного (карбонового) волокна, точнее из нескольких волокон свитых в жгут. Иногда этот излучающий элемент называют карбоновой спиралью, хотя это и не совсем правильно.

Карбоновое волокно появилось сравнительно недавно, но завоевало большую популярность в различных технологиях. Из него делаются не только карбоновые излучатели. С помощью специальных технологий из карбоновых волокон делают углепластики.

Спектр применения углепластиков очень широк, примерно около двадцати направлений: от авиастроения и ракетной техники до струн для музыкальных инструментов. Широко применяются углепластики в автомобилестроении, главным образом, в спортивных автомобилях. Те, кто увлекается любительским и спортивным рыболовством, по достоинству оценили все прелести карбоновых удилищ.

Карбоновое волокно имеет волокнистую структуру, что значительно увеличивает площадь излучения. Эта площадь в десятки и сотни раз превышает площадь спирали из нихрома, вольфрама, керамики, фламентина или других материалов. Такая развитая площадь приводит к тому, что теплоотдача карбонового волокна на 30…40% выше, чем у обычных нагревательных элементов.

Работа карбонового обогревателя

При подаче напряжения карбоновое волокно разогревается мгновенно, сразу начинается выработка лучистого тепла, причем, без вредного излучения в ультрафиолетовой части спектра. Повышенная теплоотдача карбонового волокна приводит к более экономному расходу электроэнергии, нежели у обычных нагревателей из нихромовой спирали.

При одинаковой потребляемой мощности карбоновые нагреватели вырабатывают большее количество тепла. Тепло при этом не уходит под потолок, как в случае отопления, например, масляным радиатором или батареей центрального отопления.

Оптическое излучение карбоновых ламп совсем незначительно. Чуть видимое красное свечение вовсе не влияет на зрение, не ослепляет, но свечение все-таки заметно. На рисунке выше показан работающий бытовой обогреватель на основе карбоновых ламп.

В верхней части обогревателя находятся переключатели, задающие режимы работы. В подставке обогревателя имеется электропривод, создающий повороты обогревателя в разные стороны, наподобие того, как это делают вентиляторы. Этими поворотами достигается увеличение площади обогрева.

Керамические инфракрасные нагреватели (излучатели)

Представляют собой обычный ТЭН, «заточённый» в керамическую оболочку – корпус. Теплом от ТЭНа разогревается керамика, а уже от нее тепловые лучи излучаются во внешнюю среду. Керамическая оболочка имеет площадь в несколько раз превышающую площадь ТЭНа, поэтому тепло отдается более активно.

Внешний вид керамического обогревателя показан на рисунке. Подобные нагревательные элементы часто называют панельными инфракрасными нагревателями. Форма нагревательных панелей самая разнообразная. Нагреватель может быть плоским, вогнутым или, наоборот, выпуклым.

   Внешний вид керамического нагревателя

На передней поверхности можно рассмотреть конфигурацию ТЭНа, на задней поверхности находятся проволочные выводы изолированные керамическими бусами. Рабочая температура керамических нагревателей 700…750 градусов, удельная поверхностная мощность до 64 Квт/м2. Мощность керамических нагревателей может находиться в пределах от нескольких десятков ватт, до нескольких киловатт. Что называется, на все случаи жизни.

Некоторые типы керамических нагревателей имеют открытую, видимую спираль, например типа HSR. Рабочая температура нагревателя 900 °C, нагреватель предназначен для быстрого разогрева. Внешний вид нагревателя HSR показан на рисунке.

   Нагреватель типа HSR

Керамические ИК нагреватели бывают трех типов: объемные (сплошные), полые, а также нагреватели со встроенной термопарой. Объемные элементы достаточно инерционны, долго разогреваются и медленно остывают. В тех случаях, когда нужно периодическое включение/выключение нагревателя, применяются полые нагреватели.

Они менее инерционны, что позволяет применять их в различных технологических процессах, где требуется поддержание точной температуры рабочей среды с помощью периодического включения/выключения излучателя. За счет пониженной массы скорость разогрева пустотелых излучателей на 40% выше, чем у объемных.

В отличие от объемных излучателей большая часть излучения полых излучателей направлена вперед. Излучению назад препятствует полый тепловой барьер с задней стороны, что обеспечивает щадящий температурный режим для элементов корпусных конструкций, а также повышает КПД излучателя. По сравнению с объемными излучателями той же мощности снижение потребления электроэнергии достигает 15%.

При использовании объемного излучателя такое распределение тепла можно получить только с использованием рефлектора. Некоторые типы панельных ИК нагревателей имеют встроенную термопару типа K или J, что позволяет осуществлять точный контроль и регулирование температуры. Очень удобно для применения в технологических процессах.

Технологических процессов, где применяются ИК излучатели достаточно много. Вот только некоторые из них:

  • Сушка краски (двухкомпонентные краски, эпоксидные лаки),
  • Обработка пластмасс (вулканизация ПВХ, термоформовка пластиков АБС, полиэтилена, полистирола, части автокузова, порошковая покраска)
  • Сушка клеящих веществ,
  • Обработка продуктов питания (поддержание в нагретом состоянии, гриль, стерилизация и пастеризация),
  • Текстильные изделия (шелкография, переводные картинки на футболках, латексирование ковровых покрытий),
  • Красота и здоровье (инфракрасные тепловые кабины, сауны)

Инфракрасные керамические лампы Эдисона

Относятся к полым керамическим излучателям, выпускаются с цоколем E27, как у обычной лампы накаливания. Этот цоколь давным-давно был изобретен великим изобретателем Т. Эдисоном. Именно буква «E» в названии цоколя увековечивает имя изобретателя, а 27 это диаметр цоколя в миллиметрах. Конструкция очень удобная: просто ввернули в патрон вместо лампы накаливания, и сразу стало тепло!

Считается, что эти нагревательные элементы, чаще всего, применяются в животноводстве. Даже на китайских сайтах с бесплатной доставкой, из корявого машинного перевода с английского языка, можно понять, что эти обогреватели предназначены для коровников, птичников и свинарников.

   Инфракрасная лампа Эдисона

Почему нельзя такой излучатель повесить если не дома, то хотя бы на рабочем месте? Ведь далеко не секрет, что наши работодатели не особо утруждают себя созданием нормальных условий на рабочих местах: летом не хватает кондиционера, а в осеннюю пору, пока еще не включили отопление, приходится в цехе, мастерской или в конструкторском отделе одеваться в ватную телогрейку.

Для обогревателей Эдисона выпускаются металлические рефлекторы, что позволяет увеличить теплоотдачу в нужном направлении и снизить тепловое воздействие на стены и потолки. Собственно для этих же целей служат и рефлекторы, используемые с другими типами нагревателей.

Естественно, что вкручивать такие «лампочки» надо в высокотемпературный керамический патрон.

Нагревательные элементы для обогрева плоскостей

Нагрев до столь высоких температур нужен далеко не всегда, и в этих случаях приходится применять другие нагреватели, которые передают тепло не излучением, а находясь в непосредственном контакте с нагреваемым предметом. При этом нагревается поверхность определенной площади и формы, как плоская, так и криволинейная. Одним из таких типов нагревателей являются плоские эластичные нагревательные элементы, изготовленные из силикона.

Силикон это кремнийорганический полимер, состоящий из атомов кремния и углерода. В зависимости от молекулярной массы эти полимеры могут быть жидкими (кремнийорганические жидкости), эластичными (кремнийорганические каучуки) или твердыми продуктами (кремнийорганические пластики).

Кремнийорганические полимеры обладают хорошими диэлектрическими характеристиками, отличаются высокой термостойкостью, хорошими водоотталкивающими свойствами, физиологической инертностью, что позволяет использовать их для создания плоских нагревательных элементов. Такая конструкция называется силиконовыми нагревательными матами, и применяется в тех случаях, когда необходим равномерный нагрев какой-либо поверхности.

Силиконовые нагревательные элементы

Представляют собой конструкцию из двух слоев силикона, между которыми размещается нагревательный провод или вытравленная нагревательная пленка, что позволяет получить самые различные параметры нагревателя. Для увеличения механической прочности силикон армируется текстильным стекловолокном.

Эти нагреватели обладают высокой скоростью реагирования (малое время нагрева/остывания), точность поддержания температуры достаточно высока, особенно, если нагреватель оснащен сенсором температуры и термостатом.

Геометрические размеры силиконовых матов невелики, толщина нагревателей начинается от 0,7 мм, что позволяет использовать их в самых различных областях, начиная от аэрокосмических аппаратов и заканчивая подогревом бочек с маслами или красками.

   Силиконовые нагревательные элементы

Силиконовые нагреватели имеют повышенную устойчивость к влаге и сырости, поэтому они рекомендуются для лабораторного оборудования, применения в сфере общественного питания, а также для защиты электронной аппаратуры от замерзания и конденсата. Единственным ограничением к применению силиконовых нагревательных элементов может служить относительно низкая рабочая температура: 200 °C в режиме длительной эксплуатации и 230 °C кратковременно.

Нагреватель из вытравленной пленки показан на рисунке ниже. Естественно, что эта проводящая дорожка показана условно, на самом деле она закрыта другим слоем силикона.

   Нагреватель из вытравленной пленки

Нагреватели с вытравленными элементами, также, как и нагреватели с нагревательным проводом выпускаются самых различных форм и размеров, однако, вытравленные элементы позволяют получить самые разнообразные схемы распределения тепла. Кроме того большая площадь вытравленного нагревательного элемента обеспечивает большую плотность мощности и равномерность распределения тепла. Расстояние между вытравленными проводниками можно получить несколько меньше, чем в случае применения нагревательного провода.

Для удобства монтажа многие силиконовые нагреватели с обратной стороны оснащаются самоклеющейся пленкой. Современные клеевые технологии позволяют создать прочные соединения даже при повышенной температуре, на которой работают силиконовые нагреватели, поэтому соединение получается надежным и долговечным.

Нагреватели для бочек часто называются тепловыми рубашками. Такие же рубашки существуют для обогрева контейнеров, а также днищ бочек и контейнеров. Естественно, что эти нагреватели плоские, а их размеры соответствуют размерам бочек или контейнеров.

Миканитовые нагреватели

Также относятся к плоским нагревательным элементам. Их основой служит миканит – слюдяная бумага. Ее основа крошка из природной слюды, скрепленная жаростойким связующим составом. Несколько слоев такой бумаги спрессовываются и подвергаются обработке под высоким давлением и температурой, в результате чего получаются пластины требуемого размера.

   Миканитовые нагреватели

Для обеспечения эксплуатационных качеств и механической прочности миканитовые «сэндвичи» выпускаются в корпусе из тонкого металла, что позволяет создавать нагреватели различной формы. На рисунке показаны плоские миканитовые нагреватели, нагреватели в виде манжетов. Подобные нагреватели применяются в оборудовании для обработки пластмасс, температура плавления которых находится в диапазоне 180…240°C, что вполне допустимо для миканитовых нагревателей.

Для улучшения теплопередачи нагреватели в металлических корпусах прижимаются к нагреваемому элементу с помощью металлических скобок и хомутов, а то и просто обвязываются проволокой.

В настоящее время существует великое множество различных систем и конструкций нагревателей, позволяющих выполнять любые технологические задачи. В этой статье было рассказано лишь о незначительной их части. Если кто-то заинтересовался этой проблемой всерьез, конкретно каким-либо типом нагревателя, технологией его применения, то подобную информацию всегда можно найти в поисковых системах Интернета.

powercoup.by

Электрическая схема керамического обогревателя



 

 

На современном этапе электронные блоки управления (ЭБУ) находят широкое применение в бытовой технике. Холодильники, стиральные машины, даже утюги оснащены подобными устройствами. Это не удивительно, так как в системах контроля температуры и управления механизмами ЭБУ являются настолько универсальными, что трудно представить им замену. Применение электронных блоков управления в климатическом оборудовании является наиболее актуальным. Это позволяет задать определенный режим работы оборудования, а также визуально проконтролировать текущее состояние установленных параметров. Приборы с механическим управлением лишены этой возможности.

Одним из представителей климатического оборудования являются керамические обогреватели. Их выпускают многие производители. Рассмотрим устройство и ремонт такого обогревателя на примере модели PCWH, выпускаемой фирмой POLARIS.

Описание

Технические характеристики и основные функции:

- мощность: 2000 Вт;

- 2 режима нагрева;

- таймер;

- автоматическое поддержание заданной температуры в диапазоне 18…30°С;

- настенный монтаж;

- защита от перегрева;

- светодиодный символьный индикатор режимов работы;

- ионизация воздуха;

- пульт дистанционного управления;

- питающее напряжение: 220…230 В/50 Гц.

Устройство обогревателя

Обогреватель состоит из керамического нагревательного элемента, тангенциального вентилятора, электромотора вентилятора, шагового двигателя жалюзи, блока ионизатора и ЭБУ, пульта дистанционного управления (ПДУ). Вид тепловентилятора в разборе изображен на рис. 1.

Рис. 1

Электронный блок управления выполнен на двух платах — силовой, а также плате индикации и управления, соединенных между собой шлейфом проводов. Структурная схема ЭБУ тепловентилятора представлена на рис. 2.

Рис. 2

Силовая плата включает в себя блок питания и элементы коммутации нагрузки — рис. 3.

Блок питания состоит из понижающего трансформатора, мостового выпрямителя и стабилизатора (поз. 1, рис. 3). В качестве стабилизатора используется интегральная микросхема 78L05. Нагревательные элементы управляются посредством электромагнитных реле. Мотор вентилятора и блок ионизатора коммутируются симисторами (поз. 2, рис. 3). В устройстве применены симисторы фирмы Motorola MAC97A6. Они рассчитаны на коммутацию нагрузки до 800 мА (при напряжении до 400 В).

Рис. 3

Плата индикации и управления представлена на рис. 4 и 5. На плате размещен светодиодный символьный индикатор, микроконтроллер (1), микросхема драйвера шагового двигателя (2), разъем шагового двигателя (3), разъем датчика температуры (4), ИК приемник (5), разъем силовой платы (6) и разъем кнопок управления (7).

Рис. 4

Рис. 5

На стороне пайки печатной платы индикации и управления размещены микросхемы драйверов светодиодного индикатора. На рис. 5 они выделены прямоугольником.

К механической части тепловентилятора можно отнести систему привода жалюзи, которая изображена на рис. 6 и 7.

Рис. 6

Рис. 7

Возможные неисправности и методы их устранения

Тепловентилятор не включается

Проверяется цельность термопредохранителя TF1, надежность соединителей CP2, CP6 сопротивление первичной обмотки трансформатора питания. Если в ходе проверки неисправность не выявилась, то проверяют напряжение +5 В на выходе стабилизатора. Выход из строя микросхемы стабилизатора является наиболее частой неисправностью. Если напряжение стабилизатора в норме, но дефект сохраняется, следует проверить и заменить конденсатор 1000 мкф в цепи фильтра выпрямителя (поз. 1, рис. 3).

Нет управления с ПДУ

Наиболее вероятной причиной этого дефекта служит отказ ИК излучателя или кварцевого резонатора пульта. Также причиной может оказаться плохое качество пайки выводов микроконтроллера ПДУ или выводов ИК-приемника. Данная неисправность в большинстве случаев устраняется путем пропайки платы после тщательного осмотра соответствующих элементов.

Не вращается вентилятор

В первую очередь необходимо проверить свободно ли вращается ротор вентилятора — если его крыльчатка вращается легко, то проверяется электрическая часть привода. Мультиметром проверяется цельность обмоток электромотора вентилятора, а также емкость рабочего конденсатора С1 (рис. 2). Проверяются элементы цепи управления электромотора, осматривается качество пайки их выводов (поз. 2, рис. 3).

Отсутствует нагрев

Осматривается качество пайки элементов в цепи управления обмотки электромагнитного реле на силовой плате. Проверяется само реле и качество контактов клемм на выводах нагревательных элементов.

Не работают жалюзи

Осматривается механическая часть привода (рис. 6, 7) жалюзи. Проверяется надежность контакта в разъеме CN3 (поз. 3, рис. 4) на плате индикации и управления, а также целостность выводов шагового двигателя.

Неисправности, связанные с платой индикации и управления, встречаются крайне редко, и связаны они чаще всего с так называемой „холодной пайкой» или отказом микроконтроллера.

Александр Гло

Копирование статьи запрещено. Эксклюзивное право размещения предоставлено журналом Ремонт и Сервис

 

 

Похожие новости:

  • Полувальмовая крыша своими руками чертежи
  • Как сделать из бумаги чудовища
  • Освещение своими руками для съемки
  • Курсы маникюра гель лаком в днепропетровске
  • Рецепты китайской кухни в домашних условиях мясо
  • 8c1.ru


    Смотрите также