Grelniki za ogrevanje: vrste, načelo delovanja, pravila izbire opreme

Električni grelni elementi že desetletja ne spreminjajo svoje konstrukcije in ostajajo iskani v ogrevalni opremi. Spreminja se oblika teh naprav, konstrukcijski materiali, vendar ostajata nespremenjena načelo delovanja in učinkovitost. Za pravilno izbiro bodo koristne informacije o razlikah in značilnostih. Se strinjate?

Spoznali boste, kaj so in kako delujejo grelni elementi za ogrevanje. Podrobno smo opisali različice grelnih elementov, navedli neizpodbitne argumente za utemeljeno izbiro optimalnega tipa. Z upoštevanjem naših priporočil boste brez napak kupili potrebno napravo.

Namen ogrevalnih grelnih elementov

Električni grelni elementi so si pridobili priljubljenost zaradi svoje vsestranskosti in visokega izkoristka. Vsa porabljena električna energija se porabi za neposredni namen – za ogrevanje okoliškega prostora.

Glavne ogrevalne naprave, kjer se uporabljajo grelni elementi, so:

1. Prenosni in stacionarni oljni električni grelci.
2. Vodni radiatorji za ogrevanje.
3. Sušilniki brisač za kopalnico.
4. Električni kamini.
5. Električni konvektorji.
6. Električni kotli.

Navedena oprema se lahko uporablja kot glavni ali dodatni vir ogrevanja. Je poceni, enostavno se montira in ne zahteva posebnih veščin pri uporabi.

Grelni element lahko na litoželezni radiator centralnega ogrevanja priključite po odklopu skupnega dvižnega voda. Takšno napravo lahko uporabite za glavno in dodatno ogrevanje.

Notranja zgradba električnih grelcev

Zgradbo je priročno obravnavati na primeru cevnega modela. Električni grelec je keramična ali kovinska cev, napolnjena s toplotnim prevodnikom, z notranjo spiralo. Na mestu pritrditve cevi na prirobnico so izolacijske puše, ki onemogočajo stik tokovodne spirale z ohišjem grelnega elementa.

V večini modelov TEN-ov se uporabljajo podobni sestavni deli, vendar se njihova trajnost lahko razlikuje glede na kakovost sestave.

Električni grelec je pritrjen predvsem s prirobničnim spojem, ki omogoča tesnjenje notranjega okolja ogrevalne naprave pred zunanjim prostorom. Pomanjkljivost takšne konstrukcije je nezmožnost zamenjave tuljave ob njenem notranjem pregoretju.

Načelo delovanja grelnih elementov

TEN deluje po naslednjem načelu. Ob priključitvi na omrežje se segreje notranja tuljava in energija se prenese na toplotni prevodnik in zunanji ovoj. Nato se toplota prenaša na okoliško tekočino, zrak ali trden material.

Pri segrevanju TEN-a, potopljenega v olje ali vodo, se okoli cevi ustvarijo konvekcijski tokovi, ki mešajo toplotni nosilec in prispevajo k njegovemu enakomernemu segrevanju.

Električni kotli so znani po svoji zanesljivosti in popravljivosti. V njih ni veliko zapletenih delov, zato so preprosti za uporabo in vzdrževanje.

V breztekočinskih ogrevalnih napravah je temperatura segrevanja običajno omejena, da ne poškoduje okoliških delov in ne povzroči požara.

Za pospešitev izmenjave toplote se v njih pogosto uporablja ventilator, ki zagotavlja kroženje zraka tako znotraj naprave kot v okoliškem prostoru.

Vrste grelnih elementov za ogrevalne naprave

Preprostost izdelave TEN-ov ni vedno v korist uporabnikov. Številni proizvajalci proizvajajo električne grelnike s specifično obliko in pritrditvijo. V primeru okvare jih je v trgovini precej težko kupiti. Zato je za pravilno izbiro treba preučiti vse možne konstrukcijske različice.

Cevni modeli za gospodinjsko ogrevanje

Cevna konstrukcija električnih grelnikov je najbolj razširjena v mobilnih oljnih grelnikih, prenosnih in stenskih električnih radiatorjih. Prenos toplote v njih lahko poteka s pomočjo: konvekcije, IR-sevanja ali toplotne prevodnosti.

Gotove TEN-e z regulatorjem in lastnim napajalnim kablom lahko kupite le, če ste prepričani, da bo dolžina kabla zadostovala.

Oblika in dolžina cevi v takih napravah sta lahko poljubni in ju narekujejo le konstrukcijske značilnosti. Na primer, TEN mikatermičnega grelnika je v obliki serpentine, ki se nahaja za mineralno ploščo. Pri segrevanju plošča oddaja infrardečo toploto.

Najpogostejše so naslednje značilnosti:

• premer – 5-18 mm;
• dolžina – 200-6000 mm;
• material ovoja – jeklo, nerjaveče jeklo, keramika, baker;
• moč – 0,3-2,5 kW.

Cevni grelci z močjo nad 2,5 kW se v gospodinjskih ogrevalnih napravah ne uporabljajo, saj stanovanjska napeljava preprosto ne bi prenesla večje obremenitve.

Rebrasta različica električnih grelcev

Rebrasti grelci so modifikacija cevnega grelnika. Njihova posebnost je prisotnost številnih tankih jeklenih plošč, nameščenih vzdolž celotne dolžine naprave. Takšna konstrukcija močno poveča kontaktno površino z okoljem in zagotavlja visoko hitrost ogrevanja.

Rebrasti grelci so dražji, zahtevni glede prostornine delovnega prostora, vendar zagotavljajo višje uporabniške lastnosti ogrevalne opreme.

Rebrasti modeli se uporabljajo predvsem v grelnikih za zračno ogrevanje. Zagotavljajo hitro povišanje temperature v prostoru, zlasti ob prisotnosti vgrajenega ventilatorja.

Blokovne konstrukcije grelnih elementov

Blokovna različica je sestavljena iz več cevnih grelnikov, povezanih na skupnem nosilcu.

Posebno pozornost je treba pri izbiri blokovnih grelnikov nameniti njihovi moči in sposobnosti kotla s črpalko za odvajanje toplote.

Takšna konstrukcija se uporablja ob kombinaciji dveh dejavnikov:

1. Potreba po povečani moči naprave in visoki hitrosti segrevanja delovnega medija.
2. Nezmožnost hitrega prenosa toplotne energije iz tuljave v okolje zaradi majhne površine zunanjega ovoja.

V blokovnem grelniku se dejansko zmanjša obremenitev vsake grelne cevke in poveča hitrost prenosa toplote. Takšne naprave so del gospodinjskih ogrevalnih kotlov in industrijskih električnih ogrevalnih naprav.

Moč blokovnih modelov je lahko 5–10 kW, zato je pri njihovi namestitvi v stanovanju potrebno v prostor napeljati dodaten električni kabel.

Naprave kartušnega tipa

Patronski grelci so v obliki cevi z enim prostim koncem, kar je posledica posebnosti njihove namestitve. Zunanji ovoj je običajno iz poliranega jekla, da se zagotovi maksimalen stik z okoliškim materialom. Takšne cevi se tesno vstavijo v ustrezno odprtino ogrevalne naprave.

Glavna pomanjkljivost patronskih grelnikov je majhna površina za oddajanje toplote, kar zahteva uporabo specifičnih načinov odvajanja toplotne energije.

Pritrjevanje patronskih modelov poteka predvsem s prirobničnim spojem. Običajno se uporabljajo v industriji za segrevanje delovnih delov ekstruderjev.

Obstajajo tudi druge konstrukcijske vrste grelnikov, vendar se uporabljajo predvsem v industrijski proizvodnji in ne zadevajo obravnavane teme.

Dodatne funkcije električnih grelcev

Zgoraj so bile obravnavane najpreprostejše konstrukcije naprav, ki nimajo nobenih vgrajenih regulacijskih mehanizmov.

Blok termoregulacije ima lahko mehansko ali elektronsko avtomatiko. Slednja je natančnejša, vendar zahtevna glede parametrov hišnega električnega omrežja.

Toda električni grelniki vode so lahko opremljeni z najpreprostejšo avtomatiko, ki napravi zagotavlja dodatne funkcije.

Med take spadajo:

1. Termoregulacija. TEN-i z vgrajenim termoregulatorjem za ogrevanje imajo temperaturni senzor, ki se aktivira, ko se delovni medij segreje na določeno raven. Regulacija električnega grelnika poteka na zunanji strani prirobnice.
2. Zaščita pred zmrzovanjem. To funkcijo zagotavlja poenostavljen termoregulator, ki se aktivira le, ko temperatura pade na 0-2°C. Preprečuje zmrzovanje vode v ogrevalnih ceveh ob minimalni porabi električne energije.
3. Turbo ogrevanje, ki zagotavlja pospešeno segrevanje delovnega medija ob prvem zagonu opreme. Ne smemo pozabiti, da mora električna napeljava prostora prenesti kratkotrajno povečanje moči.

Naprav, ki podpirajo dodatne funkcije, ni toliko, saj se pogosto regulacija delovanja ogrevalnih naprav v celoti izvaja s pomočjo ločenega bloka avtomatike.

Kako izbrati grelni element za ogrevalno opremo?

Pri izbiri TEN-a za zamenjavo v grelniku vode ali v radiatorju je treba biti pozoren na njegovo moč, konstrukcijo, dolžino cevi in razpoložljivost dodatnih funkcij. Zato je pred nakupom treba izvedeti čim več o vseh njegovih lastnostih.

Izračun moči naprave

Velika moč TEN-a ni vedno pozitivna lastnost.

Pri izbiri je pomembno upoštevati več dejavnikov, ki so povezani s stopnjo porabe energije:

• mejna moč oddajanja toplote ogrevalne naprave v celoti;
• zmogljivosti električne napeljave;
• prostornina prostora.

Ne kupujte naprave z močjo, ki presega 75 % najvišje ravni oddajanja toplote ogrevalne opreme.

Na primer, obstaja radiator z 10 členi, od katerih vsak zraku oddaja 150 W toplote, skupaj 1,5 kW. Ob namestitvi električnega grelnika z močjo 2 kW površina radiatorja ne bo mogla hitro oddati vse nastale energije. Posledično se bo TEN stalno izklapljal zaradi pregrevanja.

Vzrok za hitro okvaro TEN-a je lahko nepravilna izbira moči naprave. Zaradi sistemskega pregrevanja tuljava sčasoma pregori.

V stanovanjih z dotrajano napeljavo stalna obremenitev vtičnice ne sme presegati 1,5–2 kW, sicer se lahko vname in povzroči žalostne posledice. Zato je pred nakupom grelnega elementa potrebno preveriti stanje napeljave in po potrebi odstraniti staro ter položiti novo električno omrežje.

Ko je vprašanje elektrike in zmogljivosti opreme rešeno, se lahko lotite izračuna zahtevane moči za vzdrževanje udobne temperature v prostoru.

V dobro izoliranih hišah in stanovanjih bo zadostovala raven 40 W/m³. Ob prisotnosti špranj v oknih pa je treba moč ogrevanja povečati na 60–80 W/m³. Konkreten model lahko kupite šele po upoštevanju vseh zgoraj opisanih energetskih dejavnikov.

Upoštevanje konstrukcijskih posebnosti

Večina grelnih elementov za ogrevanje ima ohišje iz legiranega jekla, ki zagotavlja trdnost in odpornost proti koroziji. Bakrene naprave se uporabljajo predvsem v grelnikih vode, čeprav ni omejitev za njihovo uporabo v doma izdelanih radiatorjih.

V litoželeznih in jeklenih radiatorjih uporaba grelnih elementov iz neželeznih kovin ni priporočljiva. To lahko povzroči pospešeno obrabo materialov in spojev.

Prav tako je treba pri izbiri upoštevati smer navoja čepa, ki je lahko desni ali levi. Različni modeli električnih grelnikov se razlikujejo tudi po premeru prirobnic. Lahko imajo velikost od 0,5 do 1,25 palca.

Običajno je grelnemu elementu dobrega proizvajalca priložena kratka navodila, ki opisujejo njegove konstrukcijske parametre. Njihovo preučevanje vam bo pomagalo kupiti napravo, ki bo natančno ustrezala obstoječi ogrevalni opremi.

Dolžina grelne cevi

Dolžina cevke je ena glavnih značilnosti, ki določajo učinkovitost delovanja naprave.

Večja njena dolžina pri enaki moči vodi do povečanja površine električnega grelnika in pospešitve izmenjave toplote z delovnim medijem. To pozitivno vpliva na vzdržljivost grelnega elementa in hitrost kroženja toplotnega nosilca.

Grelni elementi z dolgo cevko so idealni za namestitev v doma izdelane registre, s katerimi je priročno ogrevati velike prostore in gospodarska poslopja.

Zaželeno je, da cevka poteka po celotni dolžini delovnega območja ogrevalne naprave, ne da bi segala do nasprotne stene za 6–10 cm. To priporočilo bo omogočilo hitro in enakomerno segrevanje toplotnega nosilca.

Prisotnost dodatnih funkcij

Ni vedno treba preplačati dodatnih možnosti grelnih elementov. Če se ogrevalna naprava uporablja kot pomožna in nima lastne vgrajene avtomatike, je nakup modela s termostatom smiseln.

Toda če imata radiator ali električni konvektor lastne temperaturne senzorje in mehanizme za nadzor temperature, bodo dodatne funkcije ostale neizkoriščene.

Elektronika, vgrajena v pokrov grelnega elementa, mora imeti zaščitne mehanizme, da v primeru okvare krmilne plošče ne pride do požara.

Zato je priporočljivo kupovati drage električne grelnike z vgrajeno avtomatiko le ob očitni potrebi po takšni opremi. Če potrebujete individualno nastavitev temperature, je bolje kupiti termoregulator za vtičnico, ki ga lahko uporabljate občasno.

Kar zadeva proizvajalce grelnih elementov, njihova izbira ni ključnega pomena. Glavni dobavitelji so podjetja iz Rusije, Ukrajine, Turčije in Italije. Kakovost njihovih izdelkov je približno enaka, zato se nima smisla preplačevati za blagovno znamko.

Zaključki in koristen video na to temo

Video #1. Praktični pregled grelnih elementov različnih vrst:

Video #2. Pregled grelnega elementa s termoregulatorjem:

Video #3. Značilnosti blokovnega grelnega elementa, ki se uporablja v grelnih električnih kotlih:

Nakup grelnega elementa za ogrevalne naprave je zahtevna naloga. Za to je treba natančno poznati značilnosti opreme, v katero je vgrajen električni grelnik. Zato se je treba za določen model odločiti šele po temeljiti analizi njegovih parametrov.

Prosim, pišite komentarje, postavljajte vprašanja, objavljajte fotografije na temo članka v spodnjem bloku. Povejte, kako ste izbrali grelni element za zamenjavo v električnem kotlu ali prenosnem grelniku. Delite, kaj je bilo za vas osebno odločilni argument pri izbiri.