Современное комфортное проживание так или иначе связано с отоплением. Это одна из важнейших коммуникаций, которую рассматривают еще на стадии создания проекта застройки. Центральные теплоэнергетические системы чаще всего работают на газе. Но что делать, если подводки линий газификаций по близости нет, а тепло необходимо? В этом случае автономное отопление ваш вариант.
Разновидностей его существует достаточно много, и в сети их очень жарко обсуждают. Обычно споры возникают вокруг рентабельности той или иной схемы, ведь основная задача всех самодельных систем автономного отопления – не обанкротить их владельцев. И сейчас мы рассмотрим одну из таких экономичных сборок.

Принцип действия

Батарея пакуется обычным способом посредством четырех футорок. В нижней точке начала радиатора вместо запорной футорки вмонтирован электрический ТЭН. В противоположной верхней точке находится кран Маевского для спуска избыточного давления воздуха. По замыслу автора радиатор наполняется дистиллированной водой самотеком. Система контролируется двумя терморегуляторами – водяным и воздушным.

Материалы

  • Радиатор отопления;
  • Три футорки стандартные: две замкнутые с заглушками, одна пустая;
  • Кран Маевского;
  • Нагревательный элемент (ТЭН);
  • Два терморегулятора – водяной и воздушный;
  • Сантехническая фумлента или пакля;
  • Кабель силовой трехжильный под заземление с вилкой.

Инструменты:

  • Газовый или другой большой разводной ключ;
  • Рожковый ключ под кран Маевского;
  • Отвертка, плоскогубцы, малярный нож.
    Собираем систему отопления

Шаг первый – подготавливаем радиатор и монтируем ТЭН

Радиаторные футорки пакуем обычным способом, наматывая уплотнительную фумленту или паклю с силиконовым герметиком, и закручиваем через резиновые прокладки. Поджимаем их разводным или газовым ключом. ТЭН необходимо подобрать под внутреннюю резьбу радиатора. Закручиваем его через паронитовую прокладку, обмотав резьбу фумлентой. В своей сборке автор использовал для чугунного радиатора на 10 секций нагревательный ТЭН мощностью всего 0,8 кВт. Расчет можно произвести по следующей формуле, а подобрать по предоставленной таблице (фото).




Шаг второй – заполняем батарею

Подготавливаем теплоноситель (дистиллированную воду). В одну секцию чугунных батарей вмещается около 1,5 литров жидкости. Выставляем радиатор горизонтально, и вливаем теплоноситель через лейку или шлангом самотеком. Конечный уровень жидкости должен дойти до начала крана Маевского, оставив воздушный зазор в батарее. Наполнив радиатор, закручиваем кран через резиновую прокладку в футорку, слегка поджимая рожковым ключом.

Шаг третий – подключаем терморегуляторы

Залог рациональности такой системы отопления – экономичная работа нагревательного прибора (ТЭНа). В нашем случае нагрев производится в двух различных по плотности средах – воде и воздухе. Поэтому и терморегулятора должно быть два. Кроме того, есть еще чугунный радиатор, который имеет свое термическое сопротивление, коэффициенты теплопроводности и теплопередачи.
За ограничение нагрева теплоносителя внутри радиатора отвечает водяной терморегулятор. Обычно он идет как штатное дополнение к ТЭНу, и представляет собой устройство в виде щупа с термодатчиком на конце. Вставляем его в технологическое отверстие, и подключаем к ТЭНу. С помощью реостата выставляем ограничение по температуре воды внутри батареи.

Температуру воздуха в комнате регулирует воздушный одноканальный терморегулятор. Его можно разместить неподалеку. Большинство из них компактны, интуитивно понятны в эксплуатации и крепятся практически к любым поверхностям, например, на стену. Принцип работы схожий с выключателем, поэтому чтобы его подключить к системе, достаточно подвести через прерыватель на выбор ноль или фазу. К корпусу также подведен один термодатчик, который можно удлинить по желанию. Терморегулятор с электронной настройкой, и содержит всего два режима выставления температуры – на включение и выключение. Память у такого прибора энергозависима, потребление не более 3 Вт.
Объединяем терморегуляторы в единую цепь, через которую и подключаем ТЭН. Устанавливаем радиатор на свое место, и проклеиваем стену под ним фольгоизолом. Такая мера позволит сократить теплопотери на ограждающие конструкции, и сделает работу системы еще более экономичной.

Сокращенное слово ТЭН расшифровывается как трубчатый электронагреватель. Он преобразует электрическую энергию в тепловую и используется для нагревания газообразной, твердой, жидкой среды. Область применения тэнов достаточно широкая:

  • Электрическое отопление помещений. Используется как временный источник тепла путем вставки тена в радиатор через специальный соединитель.
  • Нагрев воды промышленных емкостей и резервуаров.
  • Нагрев воды в быту для подачи горячей воды в душевой кабине, раковине, мойке. Тен вставляется в емкость с водой.

В основном, тэны с терморегулятором используются для временного получения тепла и горячей воды. Для постоянного использования они не применяются.

Электрический тэн для нагрева воды является оптимальным в инженерном решении способом получения горячей воды в автономных условиях. С его помощью дом будет обеспечен ею круглые сутки. Электрический бойлер способен сохранять подогретую воду в емкости от 50 до 200 литров.Электрический тэн для нагрева воды

Электрический тэн для нагрева воды бывает проточного типа, принцип работы которого заключается в нагреве потока холодной воды несколькими тэнами и спиралью. Температура воды регулируется терморегулятором.

Помимо традиционных и всем известных отопительных приборов как масляные радиаторы, тепловые пушки и т.д., работающих по принципу конвекции, существует другой класс обогревателей греющих непосредственно

материальные предметы. Имя им – Инфракрасные обогреватели. Инфракрасный обогреватель — это отопительный прибор, который передает тепловую энергию посредством инфракрасного излучения. В зависимости от температуры источника излучения (нагревательного элемента) длина волны инфракрасного излучения составляет от 780 нм до 1 мм. Существуют как электрические, так и газовые ИК обогреватели. Далее рассмотрим электрические приборы, как наиболее часто используемые в быту.

Принцип работы

Большинство различных нагревательных приборов продающихся в магазине и используемых потребителями работают по такому принципу: нагревательный элемент греет окружающий воздух, а уже воздух передает тепло окружающим предметам. Инфракрасные (ИК) приборы действуют по-другому: нагревательный элемент испускает ИК излучение (с различной длиной волны), которое нагревает предметы, а от них уже в свою очередь нагревается окружающий воздух. Подобный принцип работы придуман самой природой – наше солнце не что иное, как инфракрасный обогреватель.

Определяемся с мощностью

Принято считать, что на 10 квадратных метров площади помещения, требуется 1 кВт мощности обогревателя. Но всегда необходимо учитывать потери тепла через стены/пол/потолок. Поэтому лучше обеспечить запас в 15-20% мощности прибора. Так же если прибор будет использоваться в качестве дополнительного источника тепла (например, как дополнение к центральному отоплению), то цифру можно уменьшить до 0,5-0,8 кВт на 10м2. Основные типы обогревателей Основные элементы любого ИК обогревателя — это нагревательный элемент и отражатель, формирующий необходимую зону испускания

излучения. По тому, какого нагревательный элемент используется в приборе, разделяют следующие типы обогревателей:

  • Галогеновый нагреватель — представляет собой полую трубку с нитью накала, в которую закачен специальный газ (пары галогенов). Нить изготавливают в большинстве случаев из вольфрама. Обогрев начинается практически сразу после включения прибора. Металл нити в таких условиях почти не истончается – это позволяет увеличить ресурс прибора. Галогеновые приборы имеют большой диапазон мощностей, что позволяет подбирать устройство под различные сценарии. Недостатком таких приборов можно считать, что при работе они светят довольно ярко. Так же большинство галогеновых нагревателей достигают высоких температур, и испускают коротковолновое излучение. В связи с этим основная сфера применения это обогрев производственных помещений с высокими потолками.

  • Карбоновый нагревательный элемент — выполнен в виде витой ленты или шнура, помещенного в кварцевую трубку, внутри которой создан вакуум. Такие приборы характеризуются длинноволновым тепловым излучением. Благодаря этому он не сушит воздух, и не сжигает кислород. Нагревательный элемент работает при меньших температурах, соответственно меньший риск получить ожог от случайного контакта с защитой обогревателя. Так же благодаря низкой температуре ресурс карбонового элемента очень большой.
  • Кварцевый элемент – представляет собой кварцевую лампу внутри, которой создано разряжение и расположена вольфрамовая (или нихромовая) спираль. Кварцевые инфракрасные нагревательные элементы излучают инфракрасную энергию средней волны и особенно эффективны в системах, где требуется быстрая реакция нагревателя. Трубчатые инфракрасные лампы производят инфракрасное излучение с длиной волны 1,5-8 мкм. Наиболее распространенные конструкции состоят либо из молочно-белой трубки из кварцевого стекла, либо из прозрачного кварца с электрическим нагревательным элементом, обычно из вольфрамовой проволоки или тонкой спирали из сплава железа с хромом и алюминиевым сплавом. Из трубки удаляется атмосферный воздух и заполняется инертными газами, такими как азот и аргон, затем герметизируется.
  •  

    • ТЭН — нагревательным элементом в нем является тэн (трубчатый элемент с нитью накала из сплава железа, хрома и алюминия), вмонтированный в алюминиевый анодированный профиль. Температура металлической оболочки и алюминиевого профиля (которая в свою очередь уже является источником излучения) достигает 200-250 °С. Благодаря этому, его излучение является длинноволновым. К недостаткам таких обогревателей можно отнести треск при работе, из-за разного коэффициента теплового расширения ТЭНа и излучающего профиля. Так же расстояние от обогревателя до предмета обогрева в среднем должно составлять 1-2 метра.

    • Керамический элемент. Роль нагревательного элемента в них исполняет керамическая нагревательная трубка, в которой находится никель-хромовая спираль. Керамика почти не излучает света во время работы. Керамические элементы работают при температуре от 300 до 700 ° C (от 570 до 1290 ° F), с длиной волны от 2000 до 10000 нм.

    • Микатермический элемент представляет собой пластины покрытые слюдой. Одной из особенностью обогревателей такого типа является то, что в общем «объеме» генерируемого тепла около 80% тепло от ИК излучения и примерно 20% конвективного теплообмена. Благодаря этому такие модели могут работать в двух режимах – конвективный нагрев и ИК нагрев. Конструкция излучателей позволяет делать модели излучающие как в одну, так и в две стороны.

    Варианты установки

    Размещение ИК обогреватели разнообразны не только типами ТЭНов, но и возможностью установки:

    • потолочный (подвесной) – устанавливается у потолка помещения. Определяющим параметром для возможности установки такого прибора, здесь выступает его мощность и высота потолка. Потолочные обогреватели комплектуются пультами ДУ, поскольку без него управление таким устройством довольно проблематично.

    • настенный – с помощью специального кронштейна обогреватель крепится на стене, на определенной высоте. Удобно, когда установка потолочного варианта невозможна, а напольного нежелательна (например, когда в доме есть дети).

    • напольный – разные виды обогревателей подразумевают различную напольную установку. Это может быть как установка непосредственно на пол, так и на специальный штатив. Наиболее подходящий вариант, если нужна мобильность, и необходимость в перемещении прибора. Недостатком напольных моделей можно считать то, что их труднее разместить оптимальным, для обогрева определенного предмета или области, образом.

    Цвет

    Выбор цвета прибора зависит от личных предпочтений владельца. Различные цветовые варианты (белый, красный, серебристый, серый, черный), дадут возможность подобрать прибор под любой интерьер.

    Немного о длине волны и влиянии на человека

    Нагревательные элементы различных типов имеют разную длину волны ИК излучения, и разную температуру нагрева. Международная организация по стандартизации предлагает следующую схему:

    Ближний инфракрасный диапазон (короткие волны)

    NIR

    0.78–3 мкм

    Средний инфракрасный диапазон (средние волны)

    MIR

    3–50 мкм

    Дальний инфракрасный диапазон (длинные волны)

    FIR

    50–1000 мкм

    Коротковолновое инфракрасное излучение способно проникать в ткани тела на 2-3 см, в то время как длинноволновое практически полностью поглощается эпидермисом кожи. Именно поэтому коротковолновые обогреватели используются на предприятиях, и не рекомендуются к установке в жилых помещениях и/или местах отдыха. Долгое нахождение под такими приборами чревато головной болью, головокружением и т.п. Обогреватели со средней длинной волны, гораздо более щадящие для человека, но если слишком долгое нахождение под их излучением может обернуться сухостью кожи и слизистых оболочек. Длинноволновые устройства почти полностью лишены негативных эффектов.

    Дополнительные функции

    • отключение при опрокидывании – благодаря этой функции прибор отключается, если его опрокинули;
    • защита от перегрева – встроенное термореле выключает обогреватель, если температура его нагревательных элементов превысила допустимое значение;
    • таймер отключения – дает возможность выключить прибор автоматически через нужное вам время;
    • пульт ДУ – с помощью него элементарно удобнее пользоваться обогревателем;
    • регулировка мощности – еще одна функция увеличивающая удобство использования прибора, позволяет гибко настроить необходимую вам степень интенсивности излучения;

    

    • обогрев на 360° — конструктивное исполнение некоторых агрегатов, позволяет производить обогрев не только в одну определенную сторону, а по всем направлениям.

    Про помещение и цену

    Поскольку обогреватель выбирается под определенное помещение (а уже в следующую очередь учитываются остальные параметры), посмотрим какие ценовые диапазоны у различных по площади помещений.

    — от 7 до 15 м2 — доступны потолочные и напольные модели, с ценой от 790 до 4199 рублей;

    — от 15 до 25 м2 — обозначен ценовым диапазоном от 990 до 4950 рублей; увеличенная, относительно предыдущей группы, мощность является причиной бОльших габаритов обогревателей;

    — от 25 до 35 м2 — от 2650 и свыше 5000 рублей, представлен в основном потолочными и настенными моделями, поскольку большая мощность накладывает определенные ограничения на расстояние между обогревателем и объектом обогрева.

    Плюсы и минусы

    Среди немногочисленных недостатков этих приборов можно выделить только: не слишком высокий ресурс работы и невозможность ремонта при перегорании нагревательного элемента.

    Положительных свойств гораздо больше:

    1. Высокий КПД.
    2. Надёжность.
    3. Электротехническая безопасность.
    4. Возможность оснащения терморегулятором.

    Разновидности

    Тэны бывают различной формы, мощности и среды нагрева.

    Наиболее популярные разновидности:

    Трубчатый

    Такая конструкция получила наибольшее распространение в водонагревательных приборах. Стоимость таких элементов довольно высока из-за применяемых в их производстве нержавеющей стали и нихрома.

    Данные устройства при качественном изготовлении способны прослужить более 10 000 часов.

    Оребрённый

    ТЭН по своей конструкции мало отличающийся от трубчатого. Единственным отличием являются перпендикулярно расположенные рёбра из нержавеющей стали, относительно основного нагревательного устройства. Такая конструкция позволяет увеличить мощность ТЭНа за счёт большей площади нагреваемой поверхности.

    ТЭНБ

    Блок электронагревателей, которые применяются в установках высокой мощности, например электрических котлах.

    Использование таких нагревательных элементов позволяет не опасаться полного выхода нагревательного устройства из строя. В том случае, когда перегорает один нагревательный элемент, котёл только незначительно теряет мощность и продолжает функционировать в таком состоянии до того времени, когда можно будет без угрозы размораживания отопительной системы заменить вышедший из строя ТЭН.

    Патронный

    Такой ТЭН удобен тем, что позволяет заменить повреждённый прибор даже в водонагревателе, наполненном жидкостью за считаные минуты без разгерметизации резервуара. Подобно патрону этот элемент вставляется в металлическую оболочку, которая в свою очередь уже контактирует с нагреваемой средой.

    Стоимость таких приборов немного выше, по причине более точной обработки нагреваемой поверхности.

    ТЭН с терморегулятором

    Нагреватели такой конструкции применяются преимущественно для нагрева жидкости.
    Терморегулятор позволяет не только задать необходимую температуру, но и установленный на максимальный нагрев не позволяет жидкости закипать, исключая возможность взрыва такого нагревателя.

    Блиц-советы

    1. Не стоит пытаться починить сгоревший ТЭН – это бесполезное занятие. При выходе нагревательного элемента из строя его необходимо заменить на аналогичное устройство.
    2. ТЭН для воды должен быть погружён в жидкость во время работы. В противном случае прибор очень быстро выйдет из строя из-за перегрева.

    Монтаж и замена

    Для проведения монтажных работ, потребуются следующие инструменты:

    • крестовая и шлицевая отвёртка;
    • плоскогубцы;
    • гаечные ключи;

    Если осуществляется замена ТЭНа, то прежде, чем установить новый элемент, производятся демонтажные работы вышедшего из строя нагревательного элемента.

    Прежде, чем приступать к этой операции, необходимо обесточить водонагреватель, вынув вилку или отключив автоматы на центральном электрощите, если бойлер подключён напрямую.

    Установка осуществляется в такой последовательности:

    1. Необходимо тщательно вымыть бак от образовавшейся накипи и протереть его ветошью.
    2. Новый ТЭН устанавливается таким образом, чтобы резиновая прокладка ровно прилегала к поверхности соединяемых деталей. Все резьбовые соединения должны быть затянуты необходимым моментом. Когда ТЭН будет установлен, к нему подсоединяются электрические провода.
    3. Затем устанавливается нижняя крышка, и бойлер наполняется водой. Если протечки отсутствуют, то можно включитьводонагреватель в электрическую сеть.

    Если требуется установить ТЭН в батарею отопления, то в нижней части отопительного прибора выкручивается заглушка и устанавливается на её место нагревательный элемент. Затем система заполняется жидкостью, и нагреватель подключается к переменной сети 220 В.

    Нагревательные элементы ленточного типа

    Ленточные нагреватели (ЭНГЛ, ЭНГЛУ) выглядят, как тонкая лента из стекловолокна. Продольную основу ленты образуют нихромовые нити, оплетенные стекловолоконным тонким шнуром. Для лучшей изоляции изделие пропитано композитным материалом из органосиликата.

    Небольшая толщина такой нагревательной системы делает ее удобной для использования в системах снеготаяния и обогрева коммуникаций (водопровода, канализации и пр.). Разогрев поверхности ленты может достигать +400°С, поэтому в бытовых конвекторах ее не применяют. У ленточного нагревателя отсутствует теплообменная часть, а нагрев воздуха или какой-либо поверхности происходит при непосредственном контакте с лентой ЭНГЛУ.

    Выпускаемые разновидности ленточных обогревателей имеют заданную длину. Их нельзя укорачивать и разрезать. При выборе такого нагревателя нужно найти изделие, подходящее по длине (от 4,1 до 20 м) и удельной мощности (50-300 Вт/м). Большинство лент ЭНГЛУ не относятся к влагозащищенным, и использовать их во влажной среде нельзя.

    Критерии выбора

    Учитывая особенности каждого типа элементов нагрева, можно выбрать такой, который подходит для заданных целей или помещения, где он будет эксплуатироваться. Если скорость обогрева не играет роли, лучше выбрать долговечные и надежные ТЭНы или монолитные нагреватели. При более высокой цене они смогут работать продолжительное время.

    Для продолжительной работы и незначительного, но постоянного нагрева воздуха предпочтение стоит отдать монолитной системе. Развитый теплообменник позволяет экономить электроэнергию даже при долговременной эксплуатации прибора: его можно включить на полную мощность для достижения рабочей температуры или быстрого обогрева и оставить поддерживать нужную температуру на ½ мощности.

    Рубрики: Статьи

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *