Elementos calefactores para calefacción: tipos, principio de funcionamiento, reglas para seleccionar equipos.
Los elementos calefactores eléctricos no han cambiado su diseño durante décadas y siguen teniendo demanda en los equipos de calefacción.La forma de estos dispositivos y los materiales de construcción cambian, pero el principio de funcionamiento y eficiencia permanecen sin cambios. Para una selección competente, será útil información sobre las diferencias y características. ¿Estás de acuerdo?
Aprenderá qué son los elementos calefactores para calefacción y cómo funcionan. Hemos descrito en detalle los tipos de elementos calefactores y hemos proporcionado argumentos indiscutibles para una elección informada del tipo óptimo. Teniendo en cuenta nuestras recomendaciones, adquirirá el dispositivo requerido sin errores.
El contenido del artículo:
- Propósito de calentar elementos calefactores.
- Estructura interna de calentadores eléctricos.
- Principio de funcionamiento de los elementos calefactores.
- Tipos de elementos calefactores para dispositivos calefactores.
- Funciones adicionales de calentadores eléctricos.
- ¿Cómo elegir un elemento calefactor para equipos de calefacción?
- Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Propósito de calentar elementos calefactores.
Los elementos calefactores eléctricos han ganado popularidad debido a su versatilidad y alta eficiencia. Toda la electricidad que consumen se utiliza para el fin previsto: calentar el espacio circundante.
Los principales dispositivos de calefacción donde se utilizan elementos calefactores son:
- Calentadores eléctricos de aceite portátiles y estacionarios.
- Radiadores de calentamiento de agua.
- Toalleros calefactables para baño.
- Chimeneas eléctricas.
- Convectores eléctricos.
- Calderas eléctricas.
El equipo especificado se puede utilizar como fuente de calefacción principal o adicional.Es económico, fácil de instalar y no requiere habilidades especiales para su funcionamiento.
Estructura interna de calentadores eléctricos.
Es conveniente considerar el dispositivo en el ejemplo de un modelo tubular. Un calentador eléctrico es un tubo cerámico o metálico lleno de un conductor térmico con una espiral ubicada en su interior. En el lugar de fijación del tubo a la brida existen casquillos aislantes que imposibilitan el contacto de la espiral conductora con el cuerpo del elemento calefactor.
El calentador eléctrico se monta principalmente con una conexión de brida, lo que permite sellar el ambiente interno del dispositivo de calefacción del espacio externo. La desventaja de este diseño es la imposibilidad de reemplazar la espiral si se quema internamente.
Principio de funcionamiento de los elementos calefactores.
El elemento calefactor funciona según el siguiente principio. Cuando se conecta a la red, la espiral interna se calienta y la energía se transfiere al conductor térmico y a la capa exterior. Luego, el calor se transfiere al fluido, aire o material sólido circundante.
Al calentar un elemento calefactor sumergido en aceite o agua, se crean corrientes de convección alrededor del tubo, que mezclan el refrigerante y contribuyen a su calentamiento uniforme.
En los dispositivos de calefacción sin líquido, la temperatura de calentamiento suele limitarse para no dañar las piezas circundantes ni provocar un incendio.
Para acelerar la transferencia de calor, suelen utilizar un ventilador, que hace circular el aire tanto dentro del dispositivo como en la habitación que lo rodea.
Tipos de elementos calefactores para dispositivos calefactores.
La simplicidad en la fabricación de elementos calefactores no siempre se traduce en comodidad para los usuarios. Muchos fabricantes producen calentadores eléctricos con una forma y montaje específicos. Si se rompen, es bastante difícil comprarlos en una tienda. Por lo tanto, para tomar la decisión correcta, es necesario estudiar todas las opciones de diseño posibles.
Modelos tubulares para calefacción doméstica.
El diseño tubular de los calentadores eléctricos es el más común en móviles. calentadores de aceite, portátil y de pared radiadores electricos. La transferencia de calor en ellos puede ocurrir mediante: convección, radiación infrarroja o conductividad térmica.
La forma y longitud del tubo en tales dispositivos puede ser cualquiera y está dictada únicamente por las características de diseño. Por ejemplo, elemento calefactor calentador micatrémico Es una bobina ubicada detrás de la placa mineral. Cuando se calienta, la placa emite calor infrarrojo.
Sus características más comunes son:
- diámetro – 5-18 mm;
- longitud – 200-6000 mm;
- material de la carcasa: acero, acero inoxidable, cerámica, cobre;
- potencia – 0,3-2,5 kW.
Los elementos calefactores con una potencia superior a 2,5 kW no se utilizan en los dispositivos de calefacción domésticos, porque el cableado de los apartamentos simplemente no puede soportar una carga mayor.
Versión con aletas de calentadores eléctricos.
Los dispositivos con aletas son una modificación de un elemento calefactor tubular. Su característica es la presencia de muchas placas de acero delgadas ubicadas a lo largo de todo el dispositivo. Este diseño aumenta drásticamente el área de contacto con el medio ambiente, asegurando una alta tasa de calentamiento.
Los modelos con aletas se utilizan principalmente en calentadores para calefacción de aire. Proporcionan un rápido aumento de la temperatura ambiente, especialmente con un ventilador incorporado.
Diseños de bloques de elementos calefactores.
La versión en bloque consta de varios calentadores tubulares combinados sobre la base de un único soporte.
Este diseño se utiliza por una combinación de dos factores:
- La necesidad de aumentar la potencia del dispositivo y una alta tasa de calentamiento del entorno de trabajo.
- La imposibilidad de una transferencia rápida de energía térmica de la espiral al medio ambiente debido al área pequeña de la capa exterior.
De hecho, en un elemento calefactor de bloque, la carga en cada tubo calefactor se reduce y la tasa de transferencia de calor aumenta. Estos dispositivos están incluidos en calderas de calefacción doméstica e instalaciones de calefacción eléctrica industrial.
La potencia de los modelos de bloque puede ser de 5 a 10 kW, por lo que al colocarlos en un apartamento, es necesario extender un cable eléctrico adicional a la habitación.
Dispositivos tipo cartucho
Los elementos calefactores de cartucho tienen la forma de un tubo con un extremo libre, lo que se debe a la peculiaridad de su instalación. La capa exterior suele estar hecha de acero pulido para proporcionar el máximo contacto con el material circundante. Dichos tubos se insertan firmemente en el orificio correspondiente del dispositivo de calentamiento.
La fijación de los modelos de cartucho se realiza principalmente mediante una conexión de brida. Suelen utilizarse en la industria para calentar las piezas de trabajo de las extrusoras.
Existen otros tipos estructurales de elementos calefactores, pero se utilizan principalmente en la producción industrial y no afectan el tema en consideración.
Funciones adicionales de calentadores eléctricos.
Arriba analizamos los diseños más simples de dispositivos que no tienen ningún mecanismo de ajuste incorporado.
Pero calentadores de agua electricos Se puede equipar con un automatismo sencillo que dota al dispositivo de funciones adicionales.
Éstas incluyen:
- Termorregulación. Los elementos calefactores con termostato de calefacción incorporado tienen un sensor de temperatura que se activa cuando el ambiente de trabajo se calienta hasta un cierto nivel. El calentador eléctrico se ajusta desde el exterior de la brida.
- Anticongelante. Esta función la proporciona un termostato simplificado, que funciona sólo cuando la temperatura desciende a 0-2°C.Evita que el agua se congele en las tuberías de calefacción, consumiendo un mínimo de electricidad.
- calentamiento turbo, que proporciona calentamiento forzado del ambiente de trabajo durante la puesta en marcha inicial del equipo. Hay que recordar que el cableado eléctrico de la habitación debe soportar un aumento de potencia a corto plazo.
No hay muchos dispositivos que admitan funciones adicionales, porque el funcionamiento de los dispositivos de calefacción en su conjunto a menudo se regula mediante una unidad de automatización separada.
¿Cómo elegir un elemento calefactor para equipos de calefacción?
Eligiendo Elemento calefactor para reemplazo en un calentador de agua. o en un radiador, es necesario prestar atención a su potencia, diseño, longitud del tubo y la presencia de características adicionales. Por eso, antes de comprar es necesario conocer al máximo todas sus características.
Cálculo de la potencia del dispositivo.
La alta potencia de un elemento calefactor no siempre es una cualidad positiva.
A la hora de elegir, es importante tener en cuenta varios factores relacionados con el nivel de consumo de energía:
- potencia máxima de transferencia de calor del dispositivo de calefacción en su conjunto;
- opciones de cableado eléctrico;
- volumen de la habitación.
No se puede comprar un dispositivo con una potencia superior al 75% del nivel máximo de transferencia de calor del equipo de calefacción.
Por ejemplo, hay un radiador con 10 secciones, cada una de las cuales libera al aire 150 W de calor, un total de 1,5 kW. Al instalar un calentador eléctrico con una potencia de 2 kW, la superficie de la batería no podrá liberar rápidamente toda la energía generada. Como resultado, el elemento calefactor se apagará constantemente debido al sobrecalentamiento.
En apartamentos con cableado desgastado, la carga constante en el tomacorriente no debe exceder los 1,5-2 kW; de lo contrario, puede incendiarse y tener consecuencias nefastas. Por lo tanto, antes de comprar un elemento calefactor, es necesario comprobar el estado del cableado y, si es necesario, desmontar el antiguo y tender una nueva red eléctrica.
Cuando se haya resuelto el problema con los equipos eléctricos y las capacidades del equipo, puede comenzar a calcular la potencia necesaria para mantener una temperatura confortable en la habitación.
En casas y apartamentos bien aislados, un nivel de 40 W/m será suficiente3. Y si hay grietas en las ventanas, se debe aumentar la potencia de calefacción a 60-80 W/m3. Puede comprar un modelo específico solo después de tener en cuenta todos los factores energéticos descritos anteriormente.
Consideración de las características de diseño.
La mayoría de los elementos calefactores tienen una carcasa de acero aleado, que proporciona solidez y resistencia a la corrosión. Los dispositivos de cobre se utilizan principalmente en calentadores de agua, aunque no existen restricciones para su uso en radiadores caseros.
Además, a la hora de elegir, es necesario tener en cuenta la dirección de la rosca del tapón, que puede ser derecha o izquierda. Los diferentes modelos de calentadores eléctricos también difieren en el diámetro de la brida. Pueden variar en tamaño de 0,5 a 1,25 pulgadas.
Normalmente, un elemento calefactor de un buen fabricante viene con un breve manual de instrucciones que describe sus parámetros de diseño. Estudiarlos le ayudará a comprar un dispositivo que se adaptará exactamente a su equipo de calefacción existente.
Longitud del tubo calefactor
La longitud del tubo es una de las principales características que determinan la eficiencia del dispositivo.
Su gran longitud con igual potencia conduce a un aumento de la superficie del calentador eléctrico y a una aceleración del intercambio de calor con el entorno de trabajo. Esto tiene un efecto positivo en la durabilidad del elemento calefactor y en la velocidad de circulación del refrigerante.
Es deseable que el tubo discurra a lo largo de toda la zona de trabajo del dispositivo calefactor, sin llegar a la pared opuesta entre 6 y 10 cm, esta recomendación permitirá calentar el refrigerante de forma rápida y uniforme.
Disponibilidad de funcionalidad adicional
No siempre es necesario pagar de más por las capacidades adicionales de los elementos calefactores. Si el dispositivo de calefacción se utiliza como dispositivo auxiliar y no tiene su propia automatización incorporada, entonces tiene sentido comprar un modelo con termostato.
Pero si un radiador o convector eléctrico tiene sus propios sensores de temperatura y mecanismos de control de temperatura, las funciones adicionales quedarán sin reclamar.
Por lo tanto, se recomienda comprar calentadores eléctricos costosos con automatización incorporada solo si existe una clara necesidad de dicho equipo. Si es necesario seleccionar individualmente la temperatura de fondo, es mejor comprar termostato en el enchufe, que se puede utilizar periódicamente.
En cuanto a los fabricantes de elementos calefactores, su elección no es importante. Los principales proveedores son empresas de Rusia, Ucrania, Turquía e Italia.La calidad de sus productos es aproximadamente la misma, por lo que no tiene sentido pagar de más por la marca.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Vídeo #1. Descripción práctica de elementos calefactores de varios tipos:
Vídeo #2. Revisión del elemento calefactor con termostato:
Vídeo #3. Características de un elemento calefactor de bloque utilizado en calderas de calefacción eléctrica:
Comprar un elemento calefactor para aparatos de calefacción no es tarea fácil. Para ello, es necesario conocer claramente las características del equipo en el que está integrado el calentador eléctrico. Por lo tanto, es necesario elegir un modelo específico sólo después de un análisis exhaustivo de sus parámetros.
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Tengo una idea: probar con calefacción eléctrica en lugar de gas. Tengo mi propia caldera, así que tengo ganas de experimentar. Quiero poner un elemento calefactor en el último punto. Radiadores bimetálicos, refrigerante – agua.
Esto todavía está en el nivel de los planes, porque no puedo entender si será rentable por el dinero o, teniendo en cuenta los costos del elemento calefactor y la electrónica adicional, ¿una pérdida de dinero?
Hola. No conozco su proyecto, pero en general, cualquier electricidad suele ser más cara que el gas, como bien señaló Alexey.
Tengo instalada una caldera eléctrica de 6 kW en una casa. En invierno, lo encendemos en días normales durante 2. El día tiene 24 horas. Multiplicar por 2 = 48 kW x 30 días = 1440 kW x tarifa 3,40 = 4896. Si el invierno es muy helado, la cantidad se duplica.
El gas en una segunda casa con el mismo aislamiento y metros cuadrados me cuesta la mitad. Agregue aquí el cambio de cableado y sus costos de elementos calefactores, etc.
Como reserva, sí, para reemplazar el gas, es una estupidez, costará mucho más. Yo mismo caliento con combustible sólido (carbón) + electricidad, si caliento solo con un elemento calefactor eléctrico, la factura sale a unos 10k en los meses fríos (-20 -30 + viento) (tarifa día/noche 5,09/1,32 Khabarovsk ). Si dejas los elementos calefactores solo por la noche hasta la mañana, alcanzará los 5k. Me encantaría conectar el gas, pero no hay tubería y nos resulta incómodo llevar bombonas.
Hola. Quiero instalar radiadores bimetálicos de 10 secciones en el garaje. Quiero conectar dos radiadores en uno. ¿Qué calentador eléctrico debo instalar?
Hola amigo Ramin, soy de Bakú, tengo una pregunta para ti. Mi casa tiene 2 pisos, cada piso tiene 80 metros cuadrados. En los suelos hay calefacción por suelo radiante, por favor díganme qué calefactor según mi presupuesto debo elegir para calefacción por suelo radiante. El agua de las tuberías asciende a unos 170 litros. Casi nunca tenemos temperaturas bajo cero. Gracias.
Hola, por favor dígame, tengo una caldera de calefacción de 12 kW de la empresa Bastion, los elementos calefactores se queman, el primero se quemó después de tres semanas de uso, lo reemplacé, el segundo se quemó después de 1,5 meses, compré la calefacción. elemento específico para esta caldera eléctrica, dígame si un elemento calefactor normal funcionará por 12 kW de forma económica, por ejemplo, de una caldera barata de 12 kW, para mi caldera el precio del elemento calefactor es de 3000 rublos,
Para un 1000 barato, comprobé con un multímetro la potencia de Ohm es la misma, pero en una caldera barata el calentador es un poco más corto y el grosor del calentador en sí es menor.