Дома тепло: как эффективно обогреть помещение
Представьте себе, что вы сидите у камина, вытянув в его сторону ноги. Пламя похрустывает дровами, по противоположной стенке бегают зайчики. В руках у вас чашка глинтвейна, вам совершенно все равно, что происходит за окном. Потепление, похолодание, глобальное, локальное — какая разница?
Пляшем от печки
Создать такую идиллию можно, но не везде. Городской дом для установки камина очевидно не подходит — здесь некуда вписать дымоход, да и само существование открытого огня в квартире едва ли возможно. Пожарные приедут.
Камин или печку можно поставить в отдельном доме. И в XXI веке эти нехитрые устройства вполне справляются со своими обязанностями. Проблема только в том, что печку надо топить. Для этого нужно подкидывать в нее дрова, которые перед этим нужно купить, привезти, разгрузить, поколоть и сложить. С электрическими обогревателями все-таки как-то проще.
Электрические обогревательные приборы в современном мире бывают разными. Массовому потребителю наиболее известны масляные радиаторы. Массивное устройство, внешне напоминающее радиатор водяного отопления, внутри содержит нагревательный элемент и много минерального (т. е. нефтяного) масла. При включении в сеть нагревательный элемент греется и разогревает масло, которое через стенки радиатора отдает свое тепло воздуху. Это несложная схема. Ее недостатком является большое время, затрачиваемое на нагрев масла, а затем — после выключения прибора — на его остывание. Возникает логичный вопрос:, а зачем нам масло вообще?
Игольчатый нагревательный элемент
Конвекторы
Видимо, в результате поисков ответа на этот вопрос и появился электрический конвектор, в котором масла нет, а нагревательный элемент греет либо сам воздух, либо металлический кожух. Простейшим и самым дешевым вариантом является игольчатый нагреватель. Его основа — покрытая термостойким лаком нихромовая нить, проведенная по конструкции «змейкой», чтобы было подлиннее. Поскольку температура нагревателя высока и соприкосновение с ним опасно или, как минимум, очень некомфортно, он прячется в защитный кожух. Тем не менее, прибор остается пожароопасным и его работа возможна только под бдительным присмотром. Еще одним недостатком конструкции является недостаточная защищенность нихромовой нити от воды. Прибор не подходит для ванн и любых помещений с высокой влажностью, да и вообще — для любых, где вода может быть случайно разлита — вроде кухни.
Его долговечность оставляет желать лучшего — срок службы редко превышает пару-тройку лет. Игольчатые обогреватели дешевы, быстро нагреваются и начинают греть воздух в помещении, но список их достоинств этим и исчерпывается. Все остальное — недостатки, которые смотрятся терпимо только на фоне низкой цены устройства.
Логично выглядит помещение той же нити в изолирующую ее от внешних условий трубку. Обычно ее заполняют каким-то не горючим материалом с хорошей теплопроводностью, вроде кварцевого песка. Получившийся нагревательный элемент потом пакуется в корпус, выполняющий ту же страховочную роль, что и у игольчатого нагревателя. Перед нами — правильно! — трубчатый обогреватель. Его уже можно поставить в ванной, не слишком опасаясь за результат. Кроме того, его температура существенно ниже, чем у игольчатого — он не пожароопасен. Корпус обычно делается оребренным, чтобы усилить теплоотдачу конструкции. Конфигурация ребер у каждого производителя своя, но на конечном результате это не очень сказывается.
Трубчатый нагревательный элемент
Столь же логичен и следующий шаг. Зачем нам изолирующая стальная трубка, если нихромовую нить можно «упаковать» непосредственно в корпус, сделав его герметичным и хорошенько изолировав от него проводящую нить? Так появляется монолитный нагревательный элемент. Он, как правило, герметичен, а его содержимое хорошо защищено от перипетий окружающей среды.
Внешне новинка ничем не отличается от рассмотренных ниже предшественников. Но это исключительно внешняя схожесть. В данном случае технология производства выглядит так: сначала изготавливается алюминиевый корпус самого ТЭНа (трубчатого электронагревателя) с отверстием посередине. Затем подготавливается нихромовая нагревательная спираль, которая впрессовывается в это отверстие с кварцевым песком. Кварцевый песок — хороший диэлектрик, а потому нет опасности поражения электрическим током — напряжение с нихромовой спирали не пройдет на корпус. С другой стороны, кварцевый песок — очень хороший проводник тепла, соответственно, все тепло от спирали передается на корпус ТЭНа. Такая конструкция гарантирует долгую службу.
Монолитный конвектор долговечен и безопасен. Кроме того, он выгодно отличается от трубчатого собрата бесшумностью — трубчатый, по мере нагревания и расширения составных частей, потрескивает и поскрипывает. Монолитный ведет себя как единое целое и никаких посторонних звуков не издает.
Если, проявив некоторую долю субъективности, попытаться оценить потребительские свойства конвекторов, поставив им оценки, аналогичные школьным, то игольчатый конвектор получит двойку, трубчатый — тройку, а монолитный — четверку, прочную и устойчивую, как он сам. Кол мы оставим для печки, благо в сегодняшней школьной жизни эта оценка встречается так же часто, как камин в многоквартирном доме. А про пятерку речь пойдет дальше.
Ёж как вершина эволюции
Дальнейшим развитием конвекторов является нагревательный элемент Hedgehog, или, выражаясь по‑русски, ТурбоЁж. Новая запатентованная конструкция позволяет конвекторам обогреть помещение лучше аналогов: ее внутренняя структура имеет бОльшую площадь теплоотдачи, а вес — ниже. Это позволяет получить легкий и компактный конвектор, на 20% меньше предшественников. Здесь также для хорошей теплоотдачи корпус изготавливается оребренным. В то же время температура поверхности самого корпуса не так высока, а потому устройство греет, но не обжигает. Срок службы ТурбоЕжей внушительный, он составляет 25 лет. Кстати говоря, работают эти конвекторы бесшумно.
Продают это чудо техники в трех вариациях — с механическим, электронным и инверторным блоком управления. О последнем говорят с надеждой и сомнением одновременно: дело в том, что он автоматически изменяет мощность нагревательного элемента в зависимости от того, насколько реальная температура в комнате отличается от заданной вами. При приближении к требуемому значению блок управления постепенно снижает мощность нагревательного элемента, в дальнейшем поддерживая ее на минимально необходимом уровне. Таким образом, устройство потребляет ровно столько электроэнергии, сколько нужно. И экономия, и стабильное тепло.
Но как это доказать? Для того, чтобы провести испытания и доказать, что экономия и правда существенна, изделие помещают в так называемую камеру холода с начальной температурой внутри 10℃. Конвектор находится ровно по центру этого помещения. Для создания циркуляции воздуха в камере приоткрывается дверь на 10 см, устанавливается 8 термопар в различных точках камеры для оценки распределения температуры. На приборе выставляется значение 25℃, и далее конвектор оставляют на прогон на 24 часа. После положенного времени фиксируется потребленная мощность за сутки. На примере тестирования конвекторов Ballu BEC/EVU-2000 были получены следующие результаты.
Нагревательный элемент Hedgehog
Конвектор с механическим блоком управления за сутки непрерывной работы потребляет 17,057 кВт, в то время как конвектор с инверторным блоком оказался экономичнее на 78,8%. Кроме того, в лабораторных заключениях пишут, что при испытаниях конвектора с инверторным блоком отмечено более точное поддержание заданной температуры в помещении, чем у других устройств. Конечно, ТурбоЁж с инверторным блоком управления стоит несколько дороже, чем его собратья, но разница окупится быстро. Например, в Москве 1 кВт·ч обходится гражданам примерно в 5,5 рублей. Если допустить, что ваш конвектор работает постоянно, то за месяц механический блок управления «съест» на 400 кВт больше, чем инверторный, а это 2200 рублей.
Освети это
Отдельно стоит упомянуть инфракрасные обогреватели. С конвекторами они находятся примерно в таком же родстве, как рак со щукой. Здесь — живые существа, а там — нагревательные приборы.
Инфракрасный обогреватель «снабжает» лучистой энергией отдельные предметы, находящиеся в заданной области. Энергия тратится на обогрев именно того, что попало в «кадр», а воздух, может быть, нагреется от этих вещей уже потом. Это означает, что энергоэффективность процесса формально выше, а его ощущаемые телом итоги — хуже. Тело воспринимает температуру воздуха, а он по-прежнему остается прохладен.
Сколько нагревателей нам надо?
Это один из ключевых вопросов, поскольку от ответа зависит стоимость нашего микроклимата. Современный конвектор может быть настенным или напольным. Как правило, производитель предполагает, что его прибор будет устанавливаться на стенку, и комплектует его кронштейнами и метизами (дюбелями и шурупами). Если вы хотите, чтобы ваш обогреватель можно было на ночь подкатить к кровати, а днем — к рабочему столу, то вам, скорее всего, придется отдельно покупать шасси.
Общая мощность установок, нужных для создания комфортного микроклимата в доме, определяется исходя из его размеров. В первом, очень грубом приближении вам потребуется 1кВт тепловой мощности на 10 м² площади. Однако все-таки стоить помнить, что выбирать мощность обогревателя необходимо скорее не по площади помещения, а по теплопотерям через стены и окна. Чем больше площадь остекления в помещении, тем больше тепла через стекло уйдет на улицу, соотвественно, тем более мощный обогреватель вам потребуется.
Если вам повезло жить в угловой квартире, то надо иметь резерв мощности примерно в 10−15%. Если ваша резиденция — отдельный дом, четыре стены и крыша которого обдуваются холодным зимним ветром, то требуемая надбавка по мощности обогрева будет еще больше. Для ее оценки разумно посоветоваться со специалистами, которые смогут учесть конструкцию дома, типы стен, площадь остекления и множество других факторов, которые влияют на теплопотери в доме.
Подводя итоги, можно констатировать, что теплый уют в доме — вещь достижимая, но стоящая денег. Наиболее разумный способ его реализации — установка конвектора адекватной мощности и конструкции. Если вы считаете, что он должен быть долговечным, защищенным от воды и пожаробезопасным, то в сферу вашего интереса должны попасть трубчатые и монолитные конструкции, вплоть до ТурбоЕжа.
Обсудить 0
