Электрические конвекторы

Чтобы ответить на вопрос «Что такое электрический конвектор?», стоит рассказать, как он устроен. «Сердце» прибора — нагревательный элемент, вблизи которого воздух нагревается и за счет конвекции поднимается вверх. Он заключен в травмо- и ожогобезопасный стальной корпус, который к тому же работает как аэродинамическая труба — более эффективно прогоняет воздушный поток через термоэлемент. При этом холодный воздух поступает в конвектор через отверстия в днище, а теплый выбрасывается через вентиляционную решетку в верхней части передней панели.

НАГРЕВАТЕЛИ
В современных электроконвекторах встречаются нагревательные элементы трех видов. Первые — известные как игольчатые, ленточные или типа «стич» (от английского stitch — шить, стегать) — представляют собой тонкую пластину (ленту) из диэлектрического материала, густо «прошитую» хром-никелевой нитью таким образом, что с обеих сторон образованы петли.

Токопроводящая нить покрыта специальным изолирующим лаком, и ее рабочая температура довольно высока. Игольчатый нагреватель характеризуется минимальной тепловой инерцией — нагревается и остывает практически моментально. Правда, проволочные петли оребрением как таковым не являются, поэтому конвекция в таких приборах происходит в основном за счет конструкции корпуса. Вообще-то «стич» довольно нежная штука — конвекторы с подобной «начинкой» требуют аккуратной транспортировки. Да и хрупкие нагреватели не слишком долговечны. А еще практически незащищенная нить накаливания не подходит для влажных помещений. Степень защиты у приборов с игольчатыми нагревателями не выше IP21 — нет защиты от брызг и стекающей воды. Зато они самые дешевые в производстве.

Второй тип — традиционные трубчатые электронагреватели (ТЭНы с нихромовой нитью, находящейся в стальной колбе с кварцевой, керамической или магниевой засыпкой), на которых закреплено алюминиевое оребрение, по-другому еще называемое рефлектором или диффузором. Причем конфигурация и расположение его пластин могут варьироваться. Развитое оребрение обеспечивает более интенсивную теплопередачу от нагревателя к воздуху и усиливает конвекцию. У таких нагревательных элементов температура на поверхности существенно ниже, чем у раскаленной нити. К тому же они гораздо неприхотливее и долговечнее, чем ленточные. Как правило, у приборов с трубчатыми нагревателями маркировка IP24 (защита от водяных брызг во всех направлениях), а это значит, что они разрешены к установке во влажных помещениях на расстоянии не менее 60 см от «открытой воды» (ванны, бортика бассейна и пр.). Однако есть у них и свои «минусы». Вследствие разного температурного расширения стали и алюминия трубчатые электронагреватели потрескивают при работе. Неидеальное прилегание оребрения к ТЭНу ведет к промежуточным тепловым потерям. Опять же, в местах крепления к ТЭНу алюминиевая обечайка со временем протирается, что приводит к еще более неплотному контакту.

Этих недостатков лишены нагревательные элементы третьего типа — монолитные. В них нихромовая нить с диэлектрическим заполнителем расположена в цельнолитом алюминиевом корпусе с оребрением. При нагреве и остывании все части моноблока одинаково расширяются и сужаются, что исключает трение и появление микротрещин. Они бесшумны в работе и очень долговечны. Монолитная конструкция позволила свести к минимуму промежуточные теплопотери и еще больше снизить температуру на поверхности ребер по сравнению с ТЭНами. Обычно у приборов с такими нагревателями степень защиты IP24.

Относительно недавно появились монолитные нагреватели нового поколения, и некоторые производители выделяют их в отдельный тип, хотя по конструкции они не отличаются от традиционных. Разница в том, что у них в состав алюминиевого сплава введена специальная добавка, придающая отливке шагреневую текстуру. В результате поверхность оребрения получается еще более развитой, что улучшает теплоотдачу.

	ТЭН с алюминиевым оребрением
	Нагревательный элемент с литым алюминиевым корпусом
	Нагревательный элемент игольчатого типа

УПРАВЛЕНИЕ И БЕЗОПАСНОСТЬ
Всем бытовым приборам, и электроконвекторы не исключение, положено иметь класс защиты II — двойную изоляцию всех токопроводящих частей. Кроме того, ни один современный конвектор не обходится без блока безопасности, отключающего его при перегреве. Обычно это реализуется следующим образом: в верхней части корпуса вблизи вентиляционной решетки располагают температурный датчик, размыкающий контакт и, следовательно, отключающий питание ТЭНа, при нагреве воздуха внутри прибора свыше, например, 150 градусов Цельсия (пороговое значение отключения у разных производителей может различаться, что связано с конструктивными нюансами и применением разных материалов).

Блок управления (он же терморегулятор, а в просторечии — термостат) дает возможность пользователю выбрать нужный температурный режим. Он отвечает за включение-отключение ТЭНа, поддерживая температуру на заданном уровне по показаниям температурного датчика, расположенного внутри корпуса снизу, на входе воздушного потока.

Бывают механические и электронные термостаты. В механических в качестве температурного датчика используют баллон с термочувствительной жидкостью, соединенный с регулятором капилляром. Их точность лежит в пределах ±1-3 градуса Цельсия (по данным разных производителей).

В электронных эту функцию выполняет терморезистор или калиброванный транзистор, у которых сопротивление меняется с повышением/понижением температуры. В зависимости от реализованной схемы различают аналоговые и цифровые электронные терморегуляторы с погрешностью измерения соответственно ±0,1-0,5 и ±0,05-0,1 градуса Цельсия. Исполнение блока управления также определяет степень защиты электроприбора IP.

КОНВЕКТОРЫ НЕ «СЖИГАЮТ» КИСЛОРОД!
Утверждение вообще-то справедливо, тем не менее вызывает улыбку — видимо, оно придумано маркетологами, далекими от «физики» процесса. То же самое можно сказать и об остальных нагревательных приборах, электрических, водяных или газовых, если у них нет горелки с открытым пламенем. Если же быть точными, то в большинстве случаев горение — это экзотермическая (с выделением значительногоколичества тепла) реакция окисления. В нашем случае в роли окислителя выступает кислород, который расходуется при горении.

Нихромовая нить в составе нагревательных элементов, используемых в электроконвекторах, может раскалиться до значительных температур — 600-800 градусов Цельсия. Однако в результате теплопотерь в толще диэлектрической засыпки и благодаря интенсивному теплообмену температура алюминиевого оребрения уже существенно ниже. Частицы органического происхождения, присутствующие в воздухе, сгорают при температуре 230 градусов и выше. При этом возникает характерный запах и появляется ощущение духоты, кислорода же расходуется значительно меньше, чем при горении обычной свечи. Причем у электроконвектора потенциальных горячих мест для сбора пыли существенно меньше, чем, скажем, у масляного радиатора, поэтому и запаха от него практически нет.

А МОЩИ ХВАТИТ?
Современные электроконвекторы представляют собой эффективные компактные обогреватели. Их отличает малая инерционность. Если прибор правильно подобран по мощности, в среднем для обогрева комнаты понадобится минут пятнадцать. Чтобы не ошибиться с выбором модели, производители предлагают простейшую формулу: 100 Вт на 1 кв. м, когда конвектор используется в межсезонье или для дополнительного обогрева; 150 Вт на 1 кв. м — для основного отопления. Цифры приведены с запасом на пиковые нагрузки в сильные морозы. При этом в расчетах принимают, что потребляемая электрическая мощность равна выделяемой тепловой (потери на преобразование энергии пренебрежимо малы).

Приобретая электрические конвекторы, прежде всего следует учитывать, что они являются серьезными потребителями электроэнергии. Особенно остро эта проблема встает, когда их применяют для основного отопления. Так, для обогрева небольшого коттеджа с общей отапливаемой площадью 200 кв. м в период пиковой нагрузки понадобится порядка 20 кВт, и это не считая мощной бытовой техники, электроники и освещения. А на любой объект, будь то дачный поселок, многоквартирный дом, офисный центр, предприятие и пр., «Энергосбыт» выделяет определенную электрическую мощность. При этом на этапе строительствапрокладывают кабели соответствующего сечения. Их заводят на электрощитовую, где выделенную мощность делят между потребителями — коттеджами, квартирами, офисами, цехами. И на каждого ставят свой автоматический выключатель, который отключает питание в случае превышения по нагрузке (например, в современных новостройках на квартиру выделяют от 10 до 16 кВт). Так что суммарная (установочная) мощность всех электротехнических изделий и бытовой техники не должна превышать выделенной. Если же проект по электрике «не укладывается» в установленные нормы, придется согласовывать отвод дополнительной мощности (при условии, что это осуществимо), а это выльется в круглую сумму, измеряемую десятками, а то и сотнями тысяч рублей. Конечный счет будет зависеть от возраста дома, состояния коммуникаций, удаленности от ближайшего свободного трансформатора и других местных факторов.

100% ЭНЕРГОЗАВИСИМОСТИ
Строя основное отопление на конвекторах, нельзя упускать из виду еще одну, казалось бы, очевидную особенность такой системы — ее стопроцентную энергозависимость, то есть обогрев работает только когда есть электричество. К тому же, в отличие от радиаторов водяного отопления, сохраняющих тепло в течение некоторого времени после остановки котла, обесточенные конвекторы остывают практически моментально.

Поэтому в коттеджах, оборудованных электроконвекторами, обязательно предусматривают либо «аварийное» отопление типа дровяного камина, либо автономную электростанцию (например, дизельную, бензиновую или аккумуляторную), способную обеспечить питанием хотя бы часть жизненно важных электротехнических приборов. Ну а в тех районах, где отключение света носит систематический характер, электроконвекторы и вовсе ни к чему. Там лучше отапливаться от котла (пусть даже дизельного или твердотопливного, если газ недоступен) и вообще не делать ставку на энергозависимую систему, а устроить отопление с естественной циркуляцией теплоносителя, где движение котельной воды по трубам происходит за счет разности плотности горячей и обратной воды.

АЛЬТЕРНАТИВА ВОДЯНОМУ ОТОПЛЕНИЮ
Продолжая сравнение с водяным отоплением, нужно отметить, что стартовые затраты на оборудование, монтаж и пусконаладку котельной и радиаторного контура существенно больше, чем на установку электроконвекторов. Если не брать в расчет возможные проблемы с подведением газа или с выделением дополнительной мощности, а прикинуть только стоимость оборудования, то для обслуживания коттеджа площадью 200-250 кв. м понадобится: котел — 20-60 тыс. р., дополнительное оборудование к нему — 15-50 тыс. р., радиаторы (например, стальные панельные общей мощностью 20-25 кВт) — от 80 тыс. р., труба и фитинги — от 15 тыс. р. Итого — 130-210 тыс. р., и это весьма приблизительная цифра, не учитывающая стоимость монтажа. А электроконвекторы, обогревающие ту же площадь, обойдутся в 50-80 тыс. р. Их установка существенно проще, да и вообще хлопот с ними гораздо меньше.

Правда, есть одно важное «но». В нашей стране самым дешевым энергоносителем был и пока остается газ. Проведем несложный подсчет. У современных двухконтурных газовых котлов, рассчитанных на отопление площади 200-250 кв. м и приготовление горячей воды в объеме, достаточном для бытовых нужд, максимальный расход газа в зависимости от модели составляет 2,2-3 куб. м/ч. Группа конвекторов, обслуживающих ту же площадь, в период пиковой нагрузки потребляет порядка 20 кВт/ч. Стоимость приготовления горячей воды в этом случае придется оценивать отдельно.

Чтобы сопоставить эксплуатационные расходы, воспользуемся существующими тарифами на газ и электроэнергию. Например, в Курской области физическому лицу кубометр природного газа обойдется в 1 р. 64 к., а киловатт-час электроэнергии — в 1 р. 51 к. То есть стоимость газа для отопления выбранного в качестве примера коттеджа в течение часа в период пиковой нагрузки составит 3,61-4,92 р., а электроэнергии — до 30,2 р., что практически на порядок больше. Даже если на полную мощность электроконвекторы работают не целый день и не круглый год, а, скажем, в среднем 6 ч в сутки на протяжении отопительного сезона, то при постоянном проживании в доме за восемь холодных месяцев набежит до 43,5 тыс. р. То есть за 3-5 лет эксплуатационные затраты на содержание системы электрообогрева превысят стартовые на оборудование котельной и радиаторного контура. Еще раз оговоримся, что этот приблизительный расчет сделан для отопления порядка 200-250 кв. м, причем в доме, где проживают постоянно. На меньшей площади и при нерегулярной эксплуатации системы отопления автономный электрообогрев может быть более чем оправданным.

Полный вариант статьи с обзором рынка электрических конвекторов в формате pdf можно прочитать в выпуске журнала «Всё для стройки и ремонта» серии «Потребитель» №29’2007