технические характеристики, как выбрать, настенные и напольные
На сегодняшний день электроконвекторы отопления пользуются большим спросом со стороны потребителей. Это вызвано тем фактом, что подобные отопительные агрегаты способны удовлетворить все пожарные, медицинские, экологические и прочие требования.
Выделяют различные категории данных устройств, в зависимости от их конструктивных особенностей – настенные, водяные батареи, напольные, пленочные и кабельные системы нагрева потолков и полов, а также длинноволновые инфракрасные потолочные обогреватели. Подключение конвектора к сети осуществляется посредством программирующих приборов и терморегуляторов, которые дают возможность настраивать режимы функционирования в необходимом диапазоне температур.
Технические характеристики и конструкция
Чтобы понять, как выбрать оптимальную модель данного прибора, необходимо изучить основные характеристики различных вариантов. Если говорить о конструктивных особенностях электрических конвекторов отопления, то здесь стоит выделить то, что основным элементом является декоративный корпус, изготовленный из нержавеющей стали.
В нижней части корпуса можно обнаружить тепловой нагревательный элемент, который состоит из герметично запаянного радиатора со стальной трубкой, а также токопроводящего компонента. В корпусе отопительного устройства расположен специальный датчик безопасности, задача которого сводится к отключению системы подачи электроэнергии в случае возникновения аварийно-опасной ситуации.
Положительные качества
К числу ключевых достоинств технических характеристик подобного устройства стоит отнести то, что не происходит сжигание кислорода, воздух не пересушивается, а влажность помещения остается неизменной. Не менее важным является тот фактор, что температура наружного корпуса не превышает 65 градусов, делая его полностью безопасным для взрослых и детей.
На электроконвекторы владельцы оставляют только положительные отзывы, ведь эти агрегаты могут эксплуатироваться в помещениях даже с высокой влажностью.
К тому же конвектор снабжен системой автономного питания, поэтому даже в случае отключения подачи электричества, прибор продолжит бесперебойное функционирование. Существуют модели, оборудованные специальным термостатом – естественно, конвектор с таким прибором стоит несколько дороже, однако важность терморегулятора сложно переоценить, к тому же можно установить один термостат для целой группы конвекторов, если они все расположены в одном помещении. Потому, учитывая отзывы владельцев, электрические конвекторы со специальным термостатом весьма выгодное и удобное для дальнейшей эксплуатации приобретение.
Недостатки
Настенные и другие виды конвекторов имеют и свои недостатки. Например, при функционировании конвектора появляются конвекционные потоки воздуха, циркулирующие в комнате. Это в некоторой степени препятствует равномерному нагреву помещении. В особенности это касается зданий с малым количеством этажей, подвалы которых не отапливаются.
Если вы решили приобрести электрический конвектор, то стоит обратить свое внимание на технические характеристики, а именно такие факторы, как его мощность, а также материал.
Естественно, при этом выбирать лучше энергосберегающие радиаторы.
Так, наилучшими материалами для изготовления электроконвекторов считаются сплавы алюминия или стали-нержавейки. В таком случае можно рассчитывать на большой срок службы без каких-либо проблем.
Многие производители устанавливают бесплатное гарантийное обслуживание на срок до 20 лет. В последнее время у потребителей набирают популярность и керамические конвекторы, характеристики которых несколько превышают параметры металлических приборов.
Классификация (рейтинг)
В зависимости от размеров конвекторов они классифицируются на две основные категории – плинтусные узкие (высота до 20 сантиметров) и высокие (они превышают 40 сантиметров). Высокие электроконвекторы имеют более высокий рейтинг популярности, поскольку, как правило, обладают большей мощностью. Так как выбрать тот, который подходит вам?
Плинтусные узкие
Плинтусные модели используют тот же принцип работы, что и высокие разновидности.
Интересная особенность – размеры нагревательного элемента немного протяжнее, чем в высоком конвекторе. Даже несмотря на тот факт, что температура в узком электрическом конвекторе меньше, по своей эффективности он мало в чем уступает.
Помимо всего прочего, плинтусные напольные конвекторы могут похвастаться некоторыми положительными качествами. Так, стоит выделить более равномерный обогрев комнаты, следствием чего являются меньшие конвекционные воздушные потоки. Подобные отопительные устройства значительно лучше обогревают нижнюю часть помещений за счет особенностей своего расположения.
Некоторые отрицательные качества, если рассматривать отзывы владельцев, естественно, также присутствуют. Длина такого конвектора может достигать 2.5 метров, что делает затруднительным выбор расположения прибора. К тому же верхняя часть комнат прогревается не так хорошо, как нижняя – опять-таки из-за конструктивных особенностей данного агрегата.
Использование в коттеджах и загородных домах
Как показывает практика, расходы, связанные с приобретением электроконвекторов отопления наименьшие.
Так, один метр квадратный отапливаемого помещения будет стоить не более 8 долларов. Только газовые отопительные приборы могут соперничать с электрическими моделями, хотя в плане безопасности и надежности электроконвекторы уверенно занимают первое место, особенно если обратить внимание на энергосберегающие радиаторы.
Плюсы автоматики
За счет множества вариантов расположения в помещении, точного отслеживания температуры, возможности отключить любую зону отопления, а также достаточно широкого диапазона использование электрических конвекторов позволяет уменьшить расход энергии от 40%. Этот показатель может существенно изменяться, причем как в меньшую, так и большую сторону, в зависимости от интенсивности применения оборудования. Настенные конвекторы занимают мало место и могут монтироваться на любую свободную вертикальную поверхность.
В отсутствие владельцев, автоматическая система установит температуру на экономичный уровень потребления. В таком режиме помещение постоянно находится в необходимом прогретом состоянии, при котором отсутствует вероятность появлению плесени, влажности или конденсата.
Сочетание с печью (камином)
В коттеджах конвекторы отлично гармонируют с печкой. На данный момент именно печка является одним из наиболее простых и отопительных устройств, однако отрицательные качества все же имеются:
- Во время длительного пребывания владельцев вне дома или коттеджа, температура помещений очень сильно падает, что самым отрицательным образом сказывается на несущих конструкциях, кроме этого может появиться плесень, а также повыситься влажность и промокнуть стены.
- Обогреву подлежит только одно помещение – то, в котором располагается печь. Поэтому все остальные комнаты в доме, в том числе прихожая, туалет или спальня, остаются относительно не прогретыми.
- Серьезные колебания температуры в нагреваемой комнате.
Поэтому в любом случае отапливать загородный коттедж посредством традиционной печи не получится.
Потребуется дополнительно устанавливать напольные или монтируемые на стену конвекторы отопления, способные отапливать помещения именно при такой температуре, которая требуется владельцу дома. Даже если имеется печь, то электрические конвекторы не помешают.
Читая отзывы владельцев такого типа отопления, стоит также отметить, что в домах с традиционными жидкотопливными и газовыми котлами имеется достаточно большая вероятность включения автоматической защитной системы в результате сбоя в системе электрического питания, поломки вентилятора или насоса. Если в это время вас нет дома, то напольные или закрепленные к стене конвекторы автоматически включат резервное отопление до того момента, пока система подачи энергии не восстановится. Так что использование электрических конвекторов – это очень просто, выгодно, экономично и безопасно, причем не только для людей, но и для самого дома и коттеджа.
Конвекторы отопления электрические с терморегулятором
Многие современные семьи предпочитают стандартной городской квартире частный дом за городом или в его черте.
Особенно если семья большая. Строительство собственного дома – дело трудоемкое и ответственное, ведь такое жилище возводится обычно не на одного поколение и требует особенного подхода из-за особенностей российского климата.
Немаловажным вопросом в процессе строительства является отопление, особенно в тех районах, куда не проведено газоснабжение. Наиболее популярным источником естественного тепла в наши дни являются приборы стационарного отопления. Оно соответствует всем медицинским, противопожарным и экологическим требованиям. Конвекторы отопления электрические с терморегулятором, о которых мы поговорим в данной статье, способны поддерживать в жилой комнате стабильную температуру воздуха и дают возможность регулировать режимы.
Здесь мы также разберемся, какими преимуществами и недостатками обладает отопление дома конвекторами, какие они бывают и какие особенности имеют.
Электроконвектор
Очевидно, что конвекция воздуха – это его перемещение, которое осуществляется за счет стремления тепла подниматься вверх.
Этот принцип используется в любом нагревательном приборе. По идее, электрическим конвектором может называться любой электрический прибор, который пользуется в качестве обогрева собственными элементами конструкции. Да и название «конвектор» обусловлено тем, что наибольшая часть выделяемого тепла распространяется за счет циркуляции смешенного воздуха.
По этому принципу к ряду электрических конвекторов отопления отнесены обогреватели, которые используются для нагрева собственные элементы, работающие без помощи дополнительных носителей тепла. Конвекторы отопления водяные и конвекторы отопления масленые относятся уже к отдельной категории.
Все современные конвекторы созданы так, что их конструкция предполагает, что температура непосредственно нагревающего элемента будет относительно низкой. При применении для сборки конвектора спирали, от окружающего пространства ее изолируют, в контакт с ним входит только специальный радиатор-теплообменник.
Это связано с тем, что:
• Во-первых, объемный поток воздуха при контакте с горячим элементом, уменьшает его ресурсовые возможности.
В виде доказательства можно упомянуть обогреватели «козлы», используемые в советское время. Срок жизни спиралей был очень небольшим, и их приходилось регулярно заменять.
• Во-вторых, при высокой температуре происходило окисление атмосферным кислородом металлических частей и испарение материала самой спирали.
• В-третьих, высокотемпературные части прибора сжигают пыль, отчего очевидны причины головных болей – снижение объема воздуха в обогреваемой комнате.
Обобщая этот небольшой обзор, можно привести структуру современного электрического конвектора. Он состоит из:
• Нагревательного элемента, обладающего достаточно низкой температурой;
• Радиатора-теплообменника;
• Кожуха, выполняющего защищающую и декоративную функцию;
• Регулятора нагрева.
Некоторые современные, более дорогие нагревательные приборы вместо регуляторов и термостатов оснащены функциями, которые автоматически поддерживают в помещении необходимую температуру. Это термостаты. Конечно же, факт наличия такого элемента – большое преимущество, ведь это избавляет вас от необходимости каждый раз настраивать нужный уровень температуры.
В наше время большое распространение среди конвекторов получили керамические варианты, нагревательный элемент низкой температуры в которых представляет собой сплошную пластину. Конвекторы отопления настенные такого типа обеспечивают в комнате не только конвекцию воздуха, но и передачу тепла за счет инфракрасного излучения.
Виды нагревателей
По типу нагревательного элемента приборы разделяют на две категории.
Спираль в качестве нагревающего элемента – это решение, которое использовалось на протяжении очень длительного времени. Основное, решающее вопрос в его пользу, преимущество – это достаточно низкая стоимость, а вот недостаток – очень недолгий срок жизни.
Второй тип нагревательного элемента – это керамический вариант. Его стоимость значительно превышает стоимость спирали, но и срок службы обеспечивается соответствующий. Еще одно преимущество данного типа нагрева – это привлекательный внешний вид, благодаря которому нет необходимости в обязательном использовании декоративного кожуха.
Нагреватели разделяются также по типу расположения.
Учитывая характер перемещения теплого воздуха в пространстве комнаты, логично располагать обогреватель в нижней ее части, ближе к полу. Однако здесь возможно несколько вариантов:
• Напольный конвектор отопления обладает таким преимуществом, как мобильность: его можно расположить там, где вам нужно. Единственный сдерживающий фактор – это длина провода питания.
• Настенный конвектор отопления должен быть строго зафиксирован внизу стены. Обычно местом для этого выбирают пространство под окном (как обычных радиаторных батарей в квартире). Таким образом, удастся избежать запотевания окон, так как подоконник будет служить своеобразной тепловой завесой.
• Встроенный конвектор отопления – невидимый. И это не фокусы, просто сверху он закрыт решеткой, которая будет располагаться на уровне пола. Пространство комнаты в этом случае не будет ущемлено, а родители будут спокойны за безопасность своих детей и свободу их перемещения по комнате.
Сложность использования такого типа обогревателя заключается в том, что вам необходимо выделить для него место уже на этапе строительства или ремонта, чтобы встроить конвектор отопления в пол заранее.
Дополнительные функции конвекторов
Одну из всего перечня дополнительных функций отопительных приборов мы указывали выше – это термостаты. Конвекторы отопления электрические с терморегулятором позволяют задать прибору определенную температуру, которая будет постоянно поддерживаться.
Еще одна функция – это управляющий модуль. Если он прилагается к вашему обогревателю, то температуру обогревателям вы сможете задавать для каждой комнаты свою. Ведь если для гостиной комнаты оптимальная температура в дневное время составляет около 22 градусов тепла, то для спальни она должна быть чуть ниже – около 18 градусов тепла.
Третий вариант дополнительной функции называется программатор. Он дает возможность устанавливать не только нужную температуру в комнате в данный момент, но и составлять график ее изменения на весь день или на целую неделю.
Например, если каждый будний день в определенные часы вы уходите из дома и находитесь на работе некое количество времени, то в ваше отсутствие температура в вашей комнате будет составлять около 7 градусов – этого достаточно, чтобы в помещении не было душно. К вашему приходу обогреватель подготовит оптимальную для вас атмосферу – около 20 градусов тепла.
Плюсы и минусы электрических конвекторов
Чтобы смогли окончательно определиться с выбором обогревателя, предлагаем вам рассмотреть все преимущества и недостатки рассматриваемого нами устройства. Положительные отзывы специалистов и потребителей об электрических конвекторах отопления дают следующую картину:
- простота монтажа настенного конвектора, который можно произвести своими руками, не прибегая к помощи специалиста. Для того чтобы поместить этот обогреватель на выбранную вами стену, достаточно просверлить 2-4 отверстия (в зависимости от количества держателей на приборе). В случае установки напольного обогревателя никакой грязной работы вообще не требуется – достаточно выбрать для него подходящее место в комнате и подключить к розетке.
- Отсутствие необходимости обслуживания, в отличие от обогревательных котлов и сложных отопительных систем.
- Высокий уровень отказоустойчивости. Это значит, что обогреватель будет служить вам очень долгое время – пользователи отмечают такую цифру, как 20 лет и больше.
- Практически стопроцентный КПД. Электричество, потраченное на обслуживание обогревателя, расходуется исключительно в первостепенных целях – для обогрева.
- Отсутствие вреда для экологии. Так как в устройстве электрических конвекторов отопления используются обогревательные элементы низких температур, в воздух никаких химических элементов не выделяется, а воздух не сжигается.
- Безопасность. Температура кожуха, то есть внешней части обогревателя, исключает риск получения ожогов, поэтому маленькие дети могут спокойно ползать по квартире и трогать обогреватель руками.
- Бесшумная работа прибора. Если для обогрева используется котел, то шума от работы циркуляционного насоса не избежать (журчит вода).
- Высокая скорость нагрева помещения из-за минимальной инерционности электрического конвектора (у него нет необходимости тратить время на обогрев теплоносителя).
- Выгодная цена. Качественный конвектор стоит не на много дороже, чем радиатор. Но второму в дополнение нужны также котел, насос, разводка труб и регулярная промывка.
Среди серьезных недостатков конвекторов отопления электрических выделяют только один – дороговизна источника тепла. К тому же, тарифы на электроэнергию в нашей стране не стабильны.
Как и любой обогреватель, будь то водяной конвектор или электрический, невозможно добиться того, чтобы нагретый воздух равномерно распределялся по комнате. Более того, чем выше потолки, тем больше будет разброс температур в вертикальной плоскости.
Вполне возможно, что температура у потолка будет достигать 30 градусов, а у пола – 15.
Параметры выбора
Выбирая конвектор отопления электрические с терморегулятором для своего дома, обратите внимания на следующие мелочи:
Нужная для нормальной жизнедеятельности мощность обогревателя рассчитывается следующим образом: на 10 кв. метров помещения (при обычной высоте потолков около двух-трех метров) необходим 1 КВт мощности.
Габариты прибора и его форма никак не влияют на эффективность производимого им обогрева.
Если для вас принципиальна экономия места, то обратите внимание на плинтусный конвектор, высота которого всего 130 миллиметров.
Конвекторы можно отставлять в рабочем состоянии без присмотра (особенно если они имеют функцию программирования температур). Но сушить на них вещи или накрывать чем-либо запрещается.
Большинство современных обогревателей оснащены функцией «антизамерзание», которая не дает температуре в помещении опускаться ниже допустимых пяти-семи градусов тепла.
Затрата энергии при этом минимальна.
Альтернативные варианты
Если после долгих размышлений и оценок вы так и не решились остановить свой выбор на конвекторе отопления электрическом с терморегулятором, то можете рассмотреть альтернативные варианты. Приведем примеры наиболее популярных:
- Тепловентиляторы. Это спираль высокой температуры, которая обдувается крыльчаткой. Сложно назвать такой прибор экологичным (они требуют большой растраты энергии и ухудшают атмосферу в комнате из-за горения воздуха на открытой спирали), но они обладают рядом очевидных достоинств: быстро нагревают помещение, дешево стоят, компактные (есть возможность возить такой прибор с собой на дачу). Целесообразно использовать такой прибор для временного или экстренного обогрева.
- Теплый пол (пленка). Уложить такой прибор можно под напольное покрытие в процессе ремонта. Поверхность пола благодаря этому устройству будет нагреваться до 20-30 градусов, благодаря чему ноги не будут мерзнуть, а горячий воздух не будет скапливаться под потолком. Равномерное распределение тепла обеспечивает экономию электроэнергии. В числе недостатков – необходимость снимать напольное покрытие для прокладывания тепловой пленки, а также обязательная дополнительная изоляция пола снизу утеплителем из фольги, а сверху – гидроизолятором (полиэтиленом, например).
- Инфракрасные обогреватели. Нагрев воздуха здесь происходит за счет контакта воздуха с нагреваемыми инфракрасным излучением рядом стоящих предметов, а также людей. При этом нагретое тело воспринимает окружающую температуру как более высокую. Специалисты в качестве плюсов отмечают тот факт, что воздействие тепла на человеческое тело обеспечивают терапевтический эффект как при принятии солнечных ванн. Недостаток – это очевидная зависимость нагрева от близости нагреваемых предметов. Подойдя к прибору ближе (примерно на метр), вы почувствуете жару, а отойдя подальше – холод.
Равномерное распределение тепла обеспечивает экономию электроэнергии. В числе недостатков – необходимость снимать напольное покрытие для прокладывания тепловой пленки, а также обязательная дополнительная изоляция пола снизу утеплителем из фольги, а сверху – гидроизолятором (полиэтиленом, например).Вспомните всю эту информацию, когда будете выбирать способ отопления дома, и вам будет гораздо легче прийти к правильному решению, которое обеспечит вам комфорт и здоровье на долгие годы.
Line Volt 7-дневный программируемый термостат
Наведите курсор на изображение, чтобы увеличить его
Щелкните правой кнопкой мыши миниатюру, чтобы сохранить изображение
Наверх
Ресурсы
Опубликовано:
Посмотреть
Опубликовано: | PDF
Скачать
Посмотреть все
Опубликовано:
Посмотреть
Опубликовано: | PDF
Скачать
Посмотреть все
Опубликовано:
Посмотреть
Опубликовано: | PDF
Скачать
Посмотреть все
Просмотреть все
Обзор продукта
Предоставьте своим клиентам точный контроль комфорта для их систем электрического отопления с программируемыми электрическими термостатами Honeywell Home от Resideo.
Они могут запрограммировать 7-дневный график отопления в зависимости от своего образа жизни и забыть о регулировке плинтуса, лучистого потолка, конвектора или обогрева с помощью вентилятора.
Простой интерфейс термостата включает легко читаемый цифровой дисплей в стильном вертикальном настенном креплении. Три кнопки — вверх, вниз, выбор — составляют весь пользовательский интерфейс. Внесение точных настроек, просмотр заданных значений и внесение изменений в единое меню обеспечивает быструю передачу домовладельцу — и меньше обратных вызовов — для вас.
- Вертикальный монтаж
- Запрограммированное расписание
- Работа без батареи
- Функция раннего запуска
С чего начать
1. Создайте учетную запись на профессиональном портале
УСТАНОВЩИКИ:
Свяжитесь с администратором вашей компании, чтобы получить приглашение в профиль вашей компании, а затем создайте собственную учетную запись.
АДМИНИСТРАТОРЫ КОМПАНИИ:
Если у вашей компании еще нет Pro Portal, попросите администратора вашей компании зарегистрироваться здесь.
Убедитесь, что вы обновили информацию о своей компании и просто загрузили логотип своей компании.
2. Получить приложение
Упростите установку для ваших техников и домовладельцев. Загрузите приложение здесь.
Примечание. В настоящее время приложение Resideo Pro работает с интеллектуальными термостатами T5 и T6
3. Установить
Используйте приложение Resideo Pro для установки интеллектуального термостата T6 Pro в домах, который свяжет эти дома с вашей компанией. Затем вы сможете выбрать, какие домовладельцы увидят ваш логотип, исходя из цены на домохозяйство (с потребителя не будет взиматься плата).
Один из семьи
Любите свои существующие устройства? Мы тоже.
Наши продукты, приложения и услуги хорошо сочетаются с другими, поэтому вы можете сделать свой дом более гармоничным. Посмотрите, как мы поддерживаем ваш дом и вписываемся в вашу жизнь.
Работает с
Наши продукты, приложения и услуги работают в гармонии с ведущими экосистемами умного дома.
Запасные части
Аксессуары
Сопутствующие товары
аналогичные продукты
Интеллектуальный воздушный конвектор на основе датчиков — Подвал контура
Александр построил «умный» воздушный конвектор на основе датчиков, который обеспечивает эффективную передачу тепла от электрического щитового обогревателя или водо-парового обогревателя. Хотя конвектор работает в сочетании с комнатным термостатом, нет необходимости в перемонтаже или модификации существующей системы отопления.
Холодный сезон , естественно, означает интенсивное использование системы отопления. Во многих домах есть либо электрические плинтусные обогреватели, либо водяные/паровые радиаторы. Как ни странно, такой обогреватель может очень сильно нагреться, пока в комнате, в которой он находится, едва тепло. (На самом деле, пыль в обжигающе горячем нагревателе почти всегда обугливается до черного цвета!) Кроме того, когда термостат включает и выключает нагреватель плинтуса, нагреватель издает раздражающий треск, который часто бывает довольно громким в случае старых нагревателей. . Наиболее очевидная причина такой беды – недостаточная конвекция воздуха, создаваемая радиаторами, что препятствует эффективной передаче тепла от обогревателя в помещение.
Плинтусные обогреватели и водяные/паровые радиаторы используют исключительно конвекцию воздуха как способ передачи тепла. С одной стороны, такие системы отопления имеют явное преимущество перед системами принудительного воздушного отопления, поскольку последние требуют сложного монтажа воздуховодов и часто бывают шумными из-за вентиляторов, перемещающих воздух.
Недостатком системы непринудительной (естественной) конвекции воздуха является то, что потоки горячего воздуха могут образовывать вокруг нагревателя ламинарный поток, имеющий толстый слой застоя. Слой застойного потока действует как одеяло, окружающее нагревательный элемент, что значительно уменьшает перепад температур на поверхности нагревательного элемента. Эта ситуация приводит к гораздо более низкому коэффициенту теплопередачи, чем у принудительного потока.
Коэффициент теплопередачи — это коэффициент, связывающий разницу температур со скоростью теплопередачи в соответствии с законом охлаждения Ньютона. Чем выше коэффициент, тем эффективнее тепло передается от обогревателя в окружающую среду (т. е. помещение):
ч — коэффициент теплопередачи. А – площадь нагревателя. Q — это тепло. это время. DT – разница температур между окружающей средой и нагревателем. На данный момент это уравнение слишком абстрактно, чтобы его можно было использовать, поскольку оно не включает мощность нагревателя и его температуру.
Мы вернемся к анализу этого уравнения с конкретными значениями во второй части статьи, когда будем тестировать систему.
Есть еще один осложняющий фактор. Плинтус и водогрейные/паровые нагреватели экранированы сплошным металлическим листом, предотвращающим ожоги жителей помещения. Пространство, образованное стеной комнаты и экраном, действует как «дымоход», обеспечивая перепад давления, потенциально улучшая конвекцию за счет добавления тяги. К сожалению, небольшая высота плинтусного обогревателя не обеспечивает достаточного перепада давления воздуха для создания достаточной тяги.
Здесь мы предлагаем систему под названием «умный воздушный конвектор», синхронизированную с обогревателем. Важно отметить, что система не требует модификации существующего термостата и проводки! Комнатный термостат выполняет свою работу, включая и выключая нагреватель в зависимости от его настройки. Конвектор включается, когда чувствует, что обогреватель нагревается, и выключается, когда обогреватель достаточно остынет, тем самым эффективно отводя тепло от устройства и доставляя его в помещение.
Кроме того, принудительная конвекция воздуха выравнивает профиль температуры внутри обогревателя, что значительно снижает шум потрескивания.
— РЕКЛАМА—
—Реклама—
РЕШЕНИЕ
На фото 1 показан общий вид конвектора. Десять вентиляторов ПК закреплены на деревянной раме, расположенной под нагревателем или наклоненной к нему. Поскольку цель системы — быть эффективной во всех смыслах, мы также рассматривали возможность использования переработанных материалов. Удивительно, как много еще пригодного для использования компьютерного мусора доступно в других местах. Здесь, в районе Сиэтла, есть несколько магазинов, предлагающих переработанные детали для ПК. Естественно, ПК-вентиляторы для нашего смарт-конвектора мы приобрели в магазине по переработке ПК по паре долларов за штуку. Электронная часть конвектора питается от блока питания на 12 В, который также был куплен в магазине по переработке ПК за 1 доллар.
Это воздушный конвектор, установленный под электронагревателем плинтуса.
При активации интеллектуального конвектора вентиляторы нагнетают воздух под обогреватель плинтуса. Нагретый воздух поступает из верхнего отверстия нагревателя. Эта система одинаково хорошо работает как с электрическими, так и с водяными/паровыми нагревателями.
Датчик температуры вставляется между пластинами радиатора для включения или выключения конвектора (см. Фото 2 ). Измерение температуры позволяет конвектору работать с неэлектрическими нагревателями, а также устраняет необходимость модификации проводки электрических нагревателей. Фото 3 представлен детальный обзор термодатчика, выполненного на интегральной схеме Texas Instruments LM35DZ (прецизионный датчик температуры), пластиковый корпус ТО-92 которого вставлен в медную трубу с внутренним диаметром 1/4″. Медная трубка обеспечивает защиту датчика температуры, а также позволяет усреднить температурный профиль нагревательного элемента нагревателя.
Один конец медной трубы сдавливают пассатижами. С другого конца выходят три провода, подключенные к LM35DZ. Изоляция проводов рассчитана на температуру выше 250°F (120°C). Провода заключены в плетеный металлический экран, который, в свою очередь, заключен в термостойкий стеклопластиковый полимерный рукав. Кусок термоусадочной трубки (белый на Фото 3) скрепляет медную трубу, экран кабеля и термостойкую муфту. Важно отметить, что плетеный металлический экран размещается поверх трубы таким образом, что экран и труба электрически соединены. Поскольку труба находится в прямом контакте с нагревательным элементом через плетеный металлический экран, цепь управления имеет тот же потенциал, что и нагревательный элемент. Такое расположение делает блок управления очень устойчивым к электрическим помехам.
Термодатчик вставлен между пластинами радиатора. Фото 3
Это датчик температуры. Датчик температуры LM35DZ находится внутри медной трубки.
Схема управления построена на компараторе LM393N (см.
рис. 1 ). Резисторы R3, R4 и R7 определяют гистерезис для компаратора, благодаря которому реле включается примерно при 140°F (60°C) и выключается при 99°F (36°C). Гистерезис улучшает стабильность работы конвектора и обеспечивает отвод всего тепла после выключения нагревателя комнатным термостатом. Выход компаратора управляет мощностью MOSFET IRLU024N (Q1) через делитель R5 и R6. Этот конкретный полевой транзистор, используемый в нашей конструкции, включается на уровне ТТЛ, поэтому делитель необходим. Диод D1 устанавливает опорное напряжение на отрицательном входе компаратора. Резистор R2 имеет решающее значение для корректной работы датчика температуры. Было обнаружено, что без резистора R2 датчик температуры вырабатывает напряжения, не соответствующие измеренной температуре.
Это цепь управления конвектором. Реле K1 включается примерно при 140°F (60°C) и выключается при 99°F (36°C). V+ = 12 В.
Стоит пояснить, как устанавливается гистерезис.
Эквивалентная схема показана на рис. 2 . Учитывая, что R4>>R3, когда переключатель замкнут, что совпадает с LOW на выходе компаратора с открытым коллектором, напряжение U определяется датчиком температуры, следовательно, U = V SENS . Следовательно, это напряжение пропорционально измеренной температуре, когда на выходе компаратора НИЗКИЙ уровень. По мере увеличения температуры нагревателя U превышает пороговое значение, определяемое резисторами R1 и D1 (600 мВ), и выход компаратора становится ВЫСОКИМ (т. е. переключатель разомкнут на эквивалентной схеме). Затем напряжение U определяется по следующей формуле (при R4>>R7):
Эквивалентная схема, устанавливающая гистерезис
Теперь, на этапе охлаждения, температура нагревателя снижается, и V SENS должно упасть до 360 мВ, чтобы получить U = 600 мВ. Следовательно, температура выключения вентиляторов ниже температуры включения.
КОНСТРУКЦИЯ
На рис.
3 показана схема конвектора (с размерами). Каркас конвектора изготовлен из двух планок обшивки из сосны и ели 0,75″ × 1,5″ × 96″, нарезанных на соответствующие длины. Длинные стороны рамы скреплены четырьмя короткими отрезками из тех же планок, скрепленных шурупами и металлическими скобами. Десять ПК-вентиляторов равномерно распределены по длине конвектора, создавая равномерный широкий поток воздуха. Печатная плата размещена в небольшой пластиковой коробке (черный блок слева на Фото 1 и Рисунке 3). Вентиляторы подключены параллельно; их провода идут в кабельном канале к коробке с печатной платой. Кабельный канал виден на Фото 1 в виде белой трубки на дне конвектора.
Размеры умного воздушного конвектора
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И РАЗМЕРЫ
Конвектор интенсивно использовался в течение трех лет. В Сиэтле прохладный сезон начинается с конца сентября и длится до начала мая. У конвектора была только одна неисправность в датчике температуры.
Причина провала оказалась довольно интересной. Изначально мы думали, что добавление теплопроводящей пасты внутрь медной трубки улучшит чувствительность прибора. Оказалось, что паста разрушила изоляцию проводов и они замкнули. В следующем поколении датчиков температуры мы полностью отказались от термопроводящей пасты. Производительность не изменилась!
Субъективно обстановка в помещении с работающим умным конвектором намного приятнее, чем без него. По ощущениям теплее. Колебания температуры между циклами включения и выключения нагревателя плинтуса не заметны. Вентиляторы работают очень тихо. Их легкий гул на самом деле помогает заснуть! Треск плинтусного обогревателя почти исчез, как и запах горелой пыли.
— РЕКЛАМА—
—Реклама здесь—
Интересно провести фактические количественные измерения, чтобы объективно оценить работу конвектора. Мы провели следующий эксперимент. Рано утром, когда наружная температура была в пределах 40°F, комнатный термостат был установлен на 70°F.
Дверь в комнату была закрыта, и экспериментатор (автор этой статьи) все время присутствовал при последующих измерениях. Температура нагревательного элемента плинтусного обогревателя измерялась термопарой, соединенной с цифровым термометром. Измерения температуры записывались вручную с помощью Excel, и для каждого измерения автоматически присваивалась временная метка. Измерения проводились между двумя слышимыми щелчками термостата, соответствующими включению и выключению обогревателя плинтуса. Были опробованы два режима: одна серия измерений проводилась с включенным интеллектуальным конвектором, другая — с неактивным конвектором.
Сравним температурно-временные профили двух режимов. На рис. 4 вверху показана разница между общими профилями время-температура. Точки B и C показывают время, когда нагреватель выключается термостатом. Видимо с умным конвектором обогреватель работает дольше! В частности, при использовании умного конвектора в помещение поступает на 26% больше тепла. Как ни парадоксально, почему с конвектором время работы обогревателя больше.
Тем не менее, становится ясно, если учесть, что горячий воздух, поднимающийся вверх от нагревателя, образует потоки неправильной формы, которые в конечном итоге достигают термостата и срабатывают. В случае с нашей комнатой потоки доходили до термостата раньше, чем помещение достаточно прогревалось. (Обратите внимание, также возможно, что в зависимости от расположения термостата потоки будут достигать его дольше, следовательно, комната будет перегреваться). И наоборот, при использовании умного конвектора весь воздух в комнате смешивается, и термостат срабатывает только тогда, когда вся комната достигает нужной температуры.
Это температурно-временные профили нагревательного элемента, соответствующие активному и неактивному смарт-конвектору. а — это общий профиль. b — это профиль охлаждения. Метками B и C отмечены соответствующие точки на обоих рисунках.
Температурные профили, показанные на рис. 4 , содержат больше информации, которую стоит проанализировать.
Точка А указывает момент включения умного конвектора. Хотя электроника была разработана для включения умного конвектора при более низкой температуре, чем можно увидеть в точке А, мы полагаем, что есть некоторая задержка, прежде чем температура датчика достигнет установленного порога, в то время как температура нагревателя продолжает расти. Обратите внимание, что максимальная температура, достигаемая нагревательным элементом, значительно ниже, когда интеллектуальный конвектор активен, по сравнению со случаем, когда конвектор неактивен. Ясно, что более низкая температура приводит к меньшему расширению нагревателя, следовательно, меньшему давлению на материал и меньшему потрескиванию.
Между точками А и В существует динамическое равновесие, проявляющееся в виде плоской части профиля. В частности, поскольку температура нагревателя не меняется, количество тепла, производимого электричеством в секунду, равно количеству тепла, удаляемому принудительной конвекцией, dQ/dt = W, где W — мощность нагревателя.
Эта часть профиля позволяет рассчитать фактическое значение коэффициента теплопередачи, умноженное на площадь нагревателя:
Вт — 1500 Вт. DT — 105,4°К. hA составляет 14,2 JK –1 с –1 . Это значение еще не говорит нам, улучшает ли умный конвектор теплопередачу или нет. Истинное указание на улучшение исходит из анализа охлаждающих частей профилей (т. е. точек B и C и далее). Во-первых, закон охлаждения Ньютона необходимо переписать в терминах температуры и полной теплоемкости нагревательного элемента C следующим образом: активный и неактивный. Поскольку значения A и C постоянны, получаем, что эффективность теплопередачи с активным интеллектуальным конвектором составляет примерно 1,6× (т. е. 0,019/0,012) раза лучше, чем без него.
Наконец, из динамического равновесия и охлаждающих частей температурного профиля в случае активного смарт-конвектора можно рассчитать общую теплоемкость нагревательного элемента (хотя найти это значение просто из любопытства): C = 14,2 /0,019 = 747,4 ДжК –1 .
Если предположить, что нагревательный элемент весит примерно 2 кг, удельная теплоемкость будет близка к удельной теплоемкости железа (449 JK –1 кг –1 ), что, безусловно, имеет смысл и косвенно подтверждает наш анализ.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Естественная конвекция воздуха не является эффективным способом передачи тепла от обогревателя в помещение. Эта неэффективность приводит к тому, что нагревательный элемент комнатного обогревателя достигает высоких температур, что приводит к значительному расширению с последующим сжатием, когда термостат включает и выключает обогреватель. Расширение вызывает нагрузку на материалы и слышимый треск. Мой необслуживаемый «умный воздушный конвектор» обладает преимуществами принудительной конвекции воздуха и отличается простотой конструкции, установки и эксплуатации. Система обеспечивает в 1,6 раза более высокую эффективность теплопередачи по сравнению со стандартным плинтусным обогревателем без интеллектуального воздушного конвектора.
Интеллектуальный воздушный конвектор также значительно снижает температуру, достигаемую нагревательным элементом, тем самым уменьшая шум потрескивания и напряжение расширения-усадки.
ИСТОЧНИКИ
Компаратор LM393N
ON Semiconductor (ранее Fairchild Semiconductor) | www.onsemi.com
LM35DZ Прецизионный датчик температуры
Texas Instruments | www.ti.com
ПУБЛИКУЕТСЯ В ЖУРНАЛЕ CIRCUIT CELLAR • МАЙ 2016 г. № 310 – получите номер в формате PDF
