Grijaći elementi za grijanje: vrste, princip rada, pravila odabira opreme

Električni grijaći elementi desetljećima ne mijenjaju svoju konstrukciju i ostaju traženi u opremi za grijanje. Mijenja se oblik ovih uređaja, konstrukcijski materijali, ali ostaje nepromijenjen princip rada i učinkovitost. Za ispravan odabir koristit će vam informacije o razlikama i karakteristikama. Slažete li se?

Saznat ćete što su i kako djeluju grijaći elementi za grijanje. Detaljno smo opisali vrste grijaćih elemenata, naveli smo nepobitne argumente za utemeljen odabir optimalnog tipa. Uz naše preporuke bez pogreške ćete nabaviti potreban uređaj.

Namjena grijaćih elemenata za grijanje

Električni grijaći elementi stekli su popularnost zahvaljujući svojoj svestranosti i visokoj učinkovitosti. Sva električna energija koju troše troši se namjenski – na zagrijavanje okolnog prostora.

Glavni uređaji za grijanje u kojima se koriste grijaći elementi su:

1. Prijenosni i stacionarni uljni električni grijači.
2. Vodeni radijatori grijanja.
3. Grijači za ručnike (polotencesušitelji) za kupaonicu.
4. Električni kamini.
5. Električni konvektori.
6. Električni kotlovi.

Navedena oprema može se koristiti kao glavni ili dodatni izvor grijanja. Nije skupa, lako se montira i ne zahtijeva posebne vještine pri rukovanju.

Grijaći element možete priključiti na lijevanoželjezni radijator centralnog grijanja nakon odvajanja zajedničkog uspona. Takav se uređaj može koristiti za glavno i dodatno grijanje.

Unutarnja konstrukcija električnih grijača

Konstrukciju je zgodno razmotriti na primjeru cijevnog modela. Električni grijač predstavlja keramičku ili metalnu cijev ispunjenu toplinskim vodičem sa smještenom spiralom unutra. Na mjestu pričvršćivanja cijevi na prirubnicu nalaze se izolacijske čahure koje onemogućuju kontakt vodljive spirale s kućištem grijaćeg elementa.

U većini modela grijaćih elemenata koriste se slične komponente, no njihova trajnost može se razlikovati ovisno o kvaliteti montaže.

Električni grijač se uglavnom pričvršćuje prirubničkim spojem, koji omogućuje brtvljenje unutarnjeg prostora grijaćeg uređaja od vanjskog okruženja. Nedostatak takve konstrukcije jest nemogućnost zamjene spirale u slučaju njezina unutarnjeg pregaranja.

Princip rada grijaćih elemenata

Grijaći element radi prema sljedećem principu. Spajanjem na mrežu zagrijava se unutarnja spirala i prenosi energija na toplinski vodič i vanjski omotač. Zatim se toplina prenosi na okolnu tekućinu, zrak ili kruti materijal.

Pri zagrijavanju grijaćeg elementa uronjenog u ulje ili vodu, oko cijevi se stvaraju konvekcijske struje koje miješaju toplinski medij i pridonose njegovom ravnomjernom zagrijavanju.

Električni kotlovi poznati su po svojoj pouzdanosti i popravljivosti. Nemaju mnogo složenih dijelova, pa su jednostavni za korištenje i održavanje.

U uređajima za grijanje bez tekućine temperatura grijanja je obično ograničena kako ne bi oštetila okolne dijelove i izazvala požar.

Kako bi se ubrzala izmjena topline, često se koristi ventilator koji osigurava cirkulaciju zraka unutar uređaja i u prostoriji koja ga okružuje.

Vrste grijaćih elemenata za uređaje za grijanje

Jednostavnost izrade grijaćih elemenata nije uvijek pogodna za korisnike. Mnogi proizvođači proizvode električne grijače specifičnog oblika i pričvršćenja. U slučaju kvara, prilično ih je teško kupiti u trgovini. Stoga je za pravilan odabir potrebno proučiti sve moguće konstrukcijske varijante.

Cijevni modeli za kućansko grijanje

Cjevasta konstrukcija električnih grijača najraširenija je u mobilnim uljnim grijačima, prijenosnim i zidnim električnim radijatorima. Prijenos topline u njima može se odvijati pomoću: konvekcije, infracrvenog zračenja ili toplinske vodljivosti.

Gotove grijaće elemente s regulatorom i vlastitim kabelom za napajanje možete kupiti samo ako ste sigurni da će duljina kabela biti dovoljna.

Oblik i duljina cijevi u takvim uređajima mogu biti bilo kakvi i diktirani su samo konstrukcijskim značajkama. Na primjer, grijaći element mikatermičkog grijača predstavlja zavojnicu smještenu iza mineralne ploče. Zagrijavanjem, ploča emitira infracrvenu toplinu.

Najčešće su zastupljene sljedeće karakteristike:

• promjer – 5-18 mm;
• duljina – 200-6000 mm;
• materijal omotača – čelik, nehrđajući čelik, keramika, bakar;
• snaga – 0,3-2,5 kW.

Grijaći elementi snage veće od 2,5 kW ne koriste se u kućanskim uređajima za grijanje jer kućna instalacija jednostavno ne bi izdržala veće opterećenje.

Rebrasta verzija električnih grijača

Rebrasti uređaji predstavljaju modifikaciju cijevnog grijaćeg elementa. Njihova posebnost je postojanje mnoštva tankih čeličnih ploča smještenih duž cijele duljine uređaja. Takva konstrukcija naglo povećava površinu kontakta s okolinom, osiguravajući visoku brzinu njezina zagrijavanja.

Rebrasti grijaći elementi su skuplji, zahtjevni su u pogledu volumena radnog prostora, ali pružaju više potrošačke značajke opreme za grijanje.

Rebrasti modeli koriste se uglavnom u grijačima za zračno grijanje. Oni osiguravaju brzo podizanje temperature u prostoriji, posebno uz ugrađeni ventilator.

Blok konstrukcije grijaćih elemenata

Blok varijanta predstavlja nekoliko cijevnih grijača spojenih na jedinstvenom nosaču.

Posebnu pozornost pri odabiru blok grijaćih elemenata treba obratiti na njihovu snagu i sposobnost kotla s pumpom da osigura odvođenje topline.

Takva se konstrukcija koristi pri kombinaciji dvaju čimbenika:

1. Potreba za povećanom snagom uređaja i visokom brzinom zagrijavanja radnog medija.
2. Nemogućnost brzog prijenosa toplinske energije od spirale na okolinu zbog male površine vanjskog omotača.

U blok grijaćem elementu zapravo se smanjuje opterećenje na svaku grijaću cijev i povećava brzina prijenosa topline. Takvi uređaji ulaze u sastav kućanskih kotlova za grijanje i industrijskih električnih grijaćih postrojenja.

Snaga blok modela može iznositi 5-10 kW, stoga je pri njihovom smještaju u stanu potrebno provući dodatni električni kabel u prostoriju.

Uređaji patronnog tipa

Patronski grijaći elementi imaju oblik cijevi s jednim slobodnim krajem, što je uvjetovano posebnošću njihove instalacije. Vanjski omotač obično je izrađen od poliranog čelika kako bi osigurao maksimalan kontakt s okolnim materijalom. Takve se cijevi čvrsto umeću u odgovarajući otvor grijaćeg uređaja.

Glavni nedostatak patronskih grijaćih elemenata je mala površina toplinske predajne površine, što zahtijeva primjenu specifičnih načina odvođenja toplinske energije.

Fiksacija patron modela vrši se uglavnom pomoću prirubničkog spoja. Koriste se obično u industriji za zagrijavanje radnih dijelova ekstrudera.

Postoje i druge konstrukcijske vrste grijaćih elemenata, ali se one primjenjuju uglavnom u industrijskoj proizvodnji i ne tiču se ove teme.

Dodatne funkcije električnih grijača

Gore su razmotrene najjednostavnije konstrukcije uređaja koje nemaju ugrađene regulacijske mehanizme.

Blok termoregulacije može imati mehaničku ili elektroničku automatiku. Potonja je preciznija, ali zahtjevna prema parametrima kućne električne mreže.

Ali električni grijači vode mogu biti opremljeni najednostavnijom automatkiom koja uređaju pruža dodatne funkcije.

U njih spadaju:

1. Termoregulacija. Grijači s ugrađenim termoregulatorom za grijanje imaju temperaturni senzor koji se aktivira pri zagrijavanju radnog medija do određene razine. Podešavanje električnog grijača vrši se s vanjske strane prirubnice.
2. Zaštita od smrzavanja. Ovu funkciju osigurava pojednostavljeni termoregulator koji se aktivira samo kada temperatura padne na 0-2°C. Ona sprječava smrzavanje vode u cijevima grijanja, trošeći minimum električne energije.
3. Turbo grijanje, koje osigurava forsirano zagrijavanje radnog medija pri prvom pokretanju opreme. Potrebno je zapamtiti da električna instalacija prostorije mora izdržati kratkotrajno povećanje snage.

Uređaja koji podržavaju dodatne funkcije nema mnogo, jer se često regulacija rada grijaćih uređaja u cjelini vrši pomoću zasebnog bloka automatike.

Kako odabrati grijaći element za opremu za grijanje?

Prilikom odabira grijača za zamjenu u grijaču vode ili u radijatoru, potrebno je obratiti pažnju na njegovu snagu, konstrukciju, duljinu cijevi i postojanje dodatnih mogućnosti. Stoga je prije kupnje potrebno saznati što više o svim njegovim karakteristikama.

Izračun snage uređaja

Velika snaga grijača nije uvijek pozitivna osobina.

Pri odabiru je važno uzeti u obzir nekoliko čimbenika koji su povezani s razinom potrošnje energije:

• maksimalna snaga toplinskog učinka grijaćeg uređaja u cjelini;
• mogućnosti električne instalacije;
• volumen prostorije.

Ne smije se kupiti uređaj čija je snaga veća od 75% maksimalne razine toplinskog učinka opreme za grijanje.

Na primjer, postoji radijator s 10 segmenata, od kojih svaki predaje zraku 150 W topline, ukupno 1,5 kW. Prilikom ugradnje električnog grijača snage 2 kW, površina baterije neće moći brzo predati svu stvorenu energiiu. Kao rezultat toga, grijač će se stalno isključivati zbog prejagrijavanja.

Uzrok brzog kvara grijača može biti netočan odabir snage uređaja. Zbog sustavnog pregrijavanja spirale, ona s vremenom pregori.

U stanovima s istrošenim ožičenjem, trajno opterećenje na utičnici ne smije prelaziti 1,5-2 kW, inače se može zapaliti i dovesti do ozbiljnih posljedica. Stoga prije kupnje grijaćeg elementa treba provjeriti stanje ožičenja i po potrebi ukloniti staro te postaviti novu električnu mrežu.

Kada je riješeno pitanje elektrike i mogućnosti opreme, može se pristupiti izračunu potrebne snage za održavanje ugodne temperature u prostoriji.

U dobro izoliranim kućama i stanovima bit će dovoljna razina od 40 W/m³. A u slučaju pukotina na prozorima, snaga grijanja mora se povećati na 60-80 W/m³. Određeni model možete kupiti tek nakon uzimanja u obzir svih gore navedenih energetskih čimbenika.

Uzimanje u obzir značajki konstrukcije

Većina grijaćih elemenata za grijanje ima omotač od legiranog čelika, koji osigurava čvrstoću i otpornost na koroziju. Bakreni uređaji se uglavnom koriste u grijačima vode, iako nema ograničenja za njihovu upotrebu u samostalno izrađenim radijatorima.

U radijatorima od lijevanog željeza i čelika nije preporučljivo koristiti grijaće elemente od obojenih metala. To može dovesti do ubrzanog trošenja materijala i spojeva.

Također pri odabiru treba uzeti u obzir smjer navoja čepa, koji može biti desni ili lijevi. Različiti modeli električnih grijača razlikuju se i po promjeru prirubnica. Mogu imati veličinu od 0,5 do 1,25 inča.

Uz grijaći element kvalitetnog proizvođača obično se isporučuje kratka uputa koja opisuje njegove konstrukcijske parametre. Njihovo proučavanje pomoći će vam da kupite uređaj koji će točno odgovarati postojećoj opremi za grijanje.

Duljina grijaće cijevi

Duljina cijevi jedna je od glavnih karakteristika koje određuju učinkovitost rada uređaja.

Veća duljina pri istoj snazi dovodi do povećanja površine električnog grijača i ubrzanja izmjene topline s radnom okolinom. To pozitivno utječe na trajnost grijaćeg elementa i brzinu cirkulacije toplinskog medija.

Grijaći elementi s dugom cijevi idealni su za ugradnju u samostalno izrađene registre, kojima se mogu grijati velike prostorije i gospodarske zgrade

Poželjno je da cijev prolazi cijelom duljinom radne zone uređaja za grijanje, ne dosežući suprotni zid za 6-10 cm. Ova preporuka omogućit će brzo i ravnomjerno zagrijavanje toplinskog medija.

Postojanje dodatne funkcionalnosti

Nije uvijek potrebno preplaćivati dodatne mogućnosti grijaćih elemenata. Ako se uređaj za grijanje koristi kao pomoćni i nema vlastitu ugrađenu automatiku, onda kupnja modela s termostatom ima smisla.

Ali ako radijator ili električni konvektor imaju vlastite termičke senzore i mehanizme za kontrolu temperature, dodatne će funkcije ostati neiskorištene.

Elektronika ugrađena u čep grijača mora imati zaštitne mehanizme kako u slučaju kvara regulacijske ploče ne bi došlo do požara.

Stoga se preporučuje kupnja skupih električnih grijača s ugrađenom automatikom samo kada postoji očita potreba za takvom opremom. Ako je potrebno individualno podešavanje temperaturne pozadine, bolje je kupiti termostat za utičnicu koji se može povremeno koristiti.

Što se tiče proizvođača grijača, njihov izbor nije presudan. Glavni dobavljači su tvrtke iz Rusije, Ukrajine, Turske i Italije. Kvaliteta njihovih proizvoda je otprilike ista, stoga nema smisla preplaćivati brend.

Zaključci i koristan video na temu

Video #1. Praktični pregled različitih vrsta grijača:

Video #2. Pregled grijača s termostatom:

Video #3. Značajke blok grijača koji se koristi u električnim kotlovima za grijanje:

Kupnja grijača za grijaće uređaje nije jednostavan zadatak. Za to je potrebno jasno poznavati karakteristike opreme u koju se ugrađuje električni grijač. Stoga se za konkretan model treba odlučiti tek nakon pažljive analize njegovih parametara.

Pišite, molim vas, komentare, postavljajte pitanja, objavljujte fotografije na temu članka u bloku ispod. Recite nam kako ste odabrali grijač za zamjenu u električnom kotlu ili u mobilnom grijaču. Podijelite što je vama osobno bilo presudan argument pri odabiru.