Конвекторний обігрівач плюси і мінуси

У холодну пору року комфортний мікроклімат в оселі забезпечується централізованої або індивідуальними (автономними) системами опалення, до складу яких входять обігрівальні прилади і засоби доставки енергоносія до них. За способом теплообміну з навколишнім оточенням побутові обігрівачі поділяють на два типи:

радіатори, передають тепло випромінюванням (радіаційний теплообмін);
конвектори, передають тепло переміщаються тепловими потоками (конвективний теплообмін).

Конвекторний обігрівач в інтер'єрі будинку

Обігрівальний прилад на основі конвективного теплообміну прийнято називати конвекторним обігрівачем. Конвектори успішно конкурують з радіаторними системами опалення не тільки в якості локальних обігрівачів, але і при створенні комфорту в приміщеннях підвищеної кубатури.

Принцип роботи

Терміном «конвекція» (від лат. Convektio - перенесення) позначають процеси переносу внутрішньої енергії речовини потоками або струменями. У нагрітого повітря питома вага менше, ніж у холодного, тому при локальному нагріві нижні шари повітря в зоні обігріву легшають і піднімаються до верху, переносячи теплову енергію, тоді як верхні шари повітряних мас у міру охолодження тяжчають і починають рух вниз. Багаторазове повторення цього процесу, який називається кругообігом або циркуляцією повітря, є фізичним принципом конвективного теплообміну. На практиці конвективний теплообмін реалізується в обігрівачі, корпус якого оснащений перфорацією для безперешкодного надходження холодного повітря знизу і виходу нагрітих повітряних потоків - зверху. Для нагріву холодного повітря необхідний нагрівальний елемент, що розміщується в коробчатому корпусі.

Схема руху повітряних мас при роботі конвектора

Процес конвекторного циркулювання відбувається за такою схемою:

Нагрівання повітря, що поступає в корпусі;
Розігріта повітряне середовище за рахунок зменшення параметра щільності спрямовується догори через отвори в кришці і лицьовій панелі корпусу;
У корпусних коробці створюється своєрідне повітряне розрідження, яке динамічно, через перфорацію нижньої частини корпусу, заповнюється більш холодним повітрям з приміщення.

Процедура повітрообміну циркулюючими конвективними потоками триватиме до повного температурного рівноваги в приміщенні, тобто до його прогріву до потрібної заданої температури. При відсутності зовнішніх джерел надходження теплого повітря в навколишнє оточення, процес виникає природним шляхом і називається природною конвекцією (природною циркуляцією). Нерідко під нагрівальної частиною обігрівача поміщають вентилятор, що активізує повітрообмін. У цьому випадку мова йде про примусової конвекції (циркуляції), що сприяє прискоренню прогріву приміщення.

Основні функціональні і допоміжні елементи конвекторного обігрівача

На малюнку показані основні функціональні і допоміжні елементи вбудованого в підлогу конвекторного обігрівача. До основних елементів відносяться:

1 - декоративна кришка, що формує конвективні потоки і одночасно захищає теплообмінник і корпус від несанкціонованих влучень сторонніх предметів;
5 - теплообмінник, зібраний з мідних трубок і алюмінієвих ламелей;
6 - металевий корпус;
7 - два штуцери для підключення водяного теплоносія.

В якості допоміжних елементів виступають:

2 - обробна рейка;
3 - модуль з відцентровим вентилятором;
4 - кришка для маскування вузла підключення теплоносія до теплообмінника;
8 - елементи кріплення для фіксації до підлоги;
9 - отвори для теплообміну і підведення зовнішньої труби з теплоносієм.

Плюси і мінуси використання

До плюсів використання теплообмінників з конвективним теплообміном можна віднести наступні фактори:

Швидкий і рівномірний прогрів приміщення (на відміну від радіаторів, яким необхідно попередньо самим прогрітися, щоб гаряча поверхня почала випромінювати тепло в навколишнє оточення);
Можливість регулювання режиму роботи під час налаштування на певну робочу температуру;
Низька температура кожуха конвектора звела до мінімуму ризик обпектися об нього, що особливо важливо в сім'ях з маленькими дітьми;
Корпуси приладів гармоніюють з інтер'єром будь-якого стилю.

Нерівномірність вертикального прогріву приміщення. Градієнт температури навколишнього оточення по висоті людського зросту, званий природним перепадом температур, може скласти від 3 до 10 градусів. В цьому плані конвенційне опалення поступається променистому, у якого градієнт температури не перевищує 3 градуси. На малюнку нижче показана порівняльна схема співвідношення теплових режимів для конвекторів та радіаторів.

Схема співвідношення температурних перепадів для конвекторів та радіаторів

Розкид температур по вертикалі залежить від розташування перфорації для виходу нагрітих повітряних потоків. Традиційне розташування отворів на кришці коробчатого корпусу обігрівача сприяє підвищенню різниці температур, тому краще розташовувати зазори виходу теплих потоків фронтально. У цьому випадку розподіл теплого повітря буде рівномірніше.

Струмені циркулюючого повітря підхоплюють найдрібніші частинки пилу, що може негативно позначитися на здоров'ї мешканців, схильних до алергії на неї, при своєму осіданні на елементах приладу вони знижують ефективність обігріву.

Класифікація

Конструктивно різні модифікації приладів для обігріву приміщення конвективним способом практично ідентичні, оскільки для їх функціонування достатньо всього лише двох головних елементів:

нагрівального пристрою-теплообмінника для локального нагріву надходить холодного повітря;
корпусу з перфорацією або гратами для формування вихідних потоків теплого повітря.

На малюнку нижче показана компоновка нагрівача-теплообмінника, оснащеного пластинчастим ребрами, що знаходиться всередині коробчатого корпусу конвектора з кришкою-гратами.

Компонування нагрівача і кришки-решітки в корпусі конвектора

Класифікація моделей конвективних приладів здійснюється по ряду специфічних ознак, тому кожна група виробів наділена своїми плюсами і мінусами, які враховує потенційний споживач при виборі обігрівача.

Основними ознаками для класифікації конвекторів є:

тип енергоносія (вид споживаної енергії);
спосіб установки.

По виду споживаної енергії конвекторний воздухонагреватель може бути:

електричний

В електричних воздухонагревателях як енергоносій виступає електроенергія з побутових або промислових мереж. Основним робочим елементом, трансформирующим мережеве напруга 220 або 380 В, є тен, встановлений в корпусі. Основними достоїнствами конвекторного електричного опалення вважаються:

Побутова універсальність, оскільки їх функціонування потребує тільки в наявності електроенергії. Необхідно дотримати відповідність параметрів електромережі потужності конвектора;
Різноманітність модельного ряду - від локальних підігрівачів до батарей опалення;
Простота запуску в роботу - всі прилади заводського виконання, для їх запуску достатньо включити вилку в розетку;
Можливість установки регулюючої автоматики, яка контролює температуру нагрівання повітря;
Високий ККД пристрою, що досягає 95%.

Температура нагрівальних елементів електричних конвекторів не перевищує 100 градусів Ц, що також можна віднести до плюсів даних моделей в порівнянні з іншими конструкціями обігрівачів, які використовують нагрів спіралей або тенів в сотні градусів. Низька температура дозволяє розміщувати конвектори поблизу дерев'яних або інших пожежонебезпечних поверхонь без ризику займання.

Безпечне розміщення електричного конвектора в кімнаті

З мінусів електричних конвекторів виділяють два фактори:

недостатня потужність для застосування в приміщеннях великої кубатури;
висока вартість експлуатації, пов'язана з тарифними розцінками на електроенергію.

Найбільш популярними електричними конвекторами серед вітчизняних користувачів є продукція наступних виробників:

Газовий обігрівач використовує тепло згорає зрідженого (пропан або пропан-бутанова суміш) або стисненого (метан) газів. Економічно доцільне застосування на магістральному стислому метані. Особливого поширення на нашому ринку газові конвектори поки не отримали.

На вітчизняному ринку найбільш популярні наступні моделі газових конвекторів:

Gorenje Mora, що працює на зрідженому і природному газі;
Hosseven HDU-3 настінного виконання;
Турецька модель Alpine Air NGS настінного виконання.

Теплообмінники водяних повітронагрівачів черпають енергію з циркулюючої по його внутрішнім трубках гарячої води. Водяний обігрівач може харчуватися водою, яка нагрівається в котлах на різному паливі, тому водяні конвектори широко поширені в житловому будівництві.

З мінусів для використання водяних нагрівачів відзначають наступні обставини:

Вони програють при порівнянні з традиційними радіаторами централізованого опалення через більш низьку ефективність в приміщеннях вище трьох метрів;
Потужні конвектори не рекомендуються для житлових приміщень з маленькими дітьми або людьми з ослабленим імунітетом, оскільки конвективні теплові потоки по своїй суті є протягами.

До незаперечних плюсів відносять:

Для інтер'єрів, в яких розміщення радіаторів порушує художній стиль обстановки, водяні моделі з конвективним обігрівом більш затребувані;
Доступність гарячої води як енергоносія.

В середині підлоги установка водяного конвектора

Конвектори з водяним енергоносієм виробляються в різних виконаннях установки. Найбільш популярні з українських і зарубіжних брендів наступні виробники:

За способом установки розрізняють:

Вбудовані або в середині конвектори, які не захаращують кімнатний простір;
Підлогові прилади, оснащені коліщатками або ніжками. Їх розміщують там, куди дотягується електропровід;
Настінні прилади;
Плінтусні конвектори заввишки не більше 20 см. Вони затребувані для приміщень з панорамними вікнами.

Для нормальної роботи конвектора необхідна безперешкодна повітряна циркуляція. Його заборонено накривати чим-небудь, наприклад, рушником для просушування, інакше апарат негайно вийде з ладу.

Плінтусний конвектор, що гармонує з панорамним вітражем

Для облаштування конвектора в складі опалювальної системи проводяться наступні роботи:

Розміщення і фіксація корпусу в заданому замовником місці розташування обігрівача (стіна, в середині підлоги простір, стелю);
Установка теплообмінника, вентилятора і ін. Елементів в корпусі конвектора;
Установка запірно-регулюючої арматури, терморегуляторів або інших елементів регулювання температурного режиму вихідного теплопотока;
Підключення до системи опалення.

У зв'язку з конструктивними відмінностями водяних і електричних конвекторів послідовність робіт по їх запуску для обігріву житла здійснюється за різними алгоритмами.

Схема підключення водяного конвектора до системи опалення

На малюнку показана схема умовного водяного приладу конвективного обігріву (дана схема справедлива як для навісних, так і внутріпольних конструкцій) з використанням таких елементів з'єднання зі стояком вже діючої автономної або центральної системи опалення:

1 - запірно-регулюючий вентиль;
2 - муфта із зовнішнім різьбленням;
3 - муфта із внутрішнім різьбленням;
4 - поліпропіленова труба;
5 - терморегулятор;
6 - габаритна зона конвектора (корпус і кришка не показані).

При монтажі навісних моделей в стіні висвердлюють отвори під фіксуючі кріплення, на яких навішують обігрівач. У разі внутріпольних моделей обсяг робіт багато більше, оскільки потрібна підготовка стосується систем простору для розміщення в ньому коробки корпусу конвектора.

електричні

Електричні конвектори або підвішуються на стіні на спеціальних фіксуючих гаках, або встановлюються на підлозі на опорних ніжках з коліщатками. При цьому необхідно дотримуватися наступних рекомендацій:

Мінімальна висота від низу конвектора до площини підлоги становить 20 см;
Мінімальна відстань від розеток до корпусу обігрівача - 35 см.

Свого часу практика застосування конвективних систем опалення житла радянських громадян була дискредитована невдалими конструкціями водяних і електричних конвекторів, надмірно забрудненим теплоносієм в магістралях центрального опалення. Розвиток індивідуального будівництва і створення автономних систем опалення, підвищення корозійної стійкості матеріалів трубопроводів позитивно позначилися на рейтингу конвекторних обігрівачів. Вони перетворилися в гідну альтернативу радіаторним приладів, не уступаючи їм ні в ціні, ні в якості обігріву.