На какие виды подразделяются электронагревательные приборы

Особенностью нагревательных приборов является преобразование электрической энергии в тепловую.

Электронагревательные приборы в зависимости от сложности конструкции и функционального назначения подразделяются на группы:

• 1) приборы для приготовления и нагрева пищи и напитков (кипятильники, электрические плитки, плиты, грили, тостеры, чайники, самовары, кофейники, шашлычницы, вафельницы, сковороды, мангалы, СВЧ-печи и др.);
• 2) приборы для сушки и глажения белья (утюги, электросушилки), бытовые гладильные машины;
• 3) приборы для обогрева (вентиляторы, кондиционеры, климатизеры, камины, обогреватели, отражательные печи, радиаторы, воздухоочистители, ионизаторы);
• 4) приборы и изделия санитарно-гигиенического назначения (электрогрелки, пледы, сапоги, вибрационные массажные приборы, бытовые ультрафиолетовые облучатели, фены);
• 5) комплексные электронагревательные приборы;
• 6) прочие.

В нагревательных приборах нагрев осуществляется за счет: закрытых спиралей или лент из проводников с высоким электрическим сопротивлением; трубчатых нагревателей (ТЭН); инфракрасного нагрева (ИК) — светлые, например зеркальные, лампы (ИКЗ) и темные (ТЭН); сверхвысокочастотного нагрева (СВЧ) и др.

Подразделение нагревательных приборов по электробезопасности, степени защиты от внешних воздействий, исполнению в зависимости от условий эксплуатации рассмотрено выше. Ассортимент электронагревательных приборов разнообразен, каждому виду присущи свои признаки классификации, которые обычно предусмотрены в действующих стандартах.

Наиболее разнообразным является ассортимент электроприборов для приготовления и нагрева пищи и напитков — это устройства, в которых за счет инфракрасного, индукционного и высокочастотного нагрева электрическая энергия превращается в тепловую и используется для подогрева и приготовления пищи. Такие электроприборы подразделяются по видам:

• электроплиты и переносные плитки — применяются для приготовления пищи и ее разогрева;
• мармиты;
• термостаты;
• подогреватели детского питания, электросумки и электротермосы;
• жарочные шкафы, грили, шашлычницы, вафельницы, фритюрницы;
• печи, ростеры и тостеры;
• электрокастрюли, электросамовары, электроскороварки, емкостные водонагреватели, электрокипятильники и электрочайники.

Электроплита состоит из системы управления, жарочного шкафа и стальной или стеклокерамической рабочей поверхности с расположенными на ней конфорками.

Электрические конфорки изготавливаются, как правило, из чугуна. Они подразделяются: на обычные экспресс-конфорки, конфорки с трубчатым нагревательным элементом (ТЭН- конфорки), автоматические, пирокерамические (нагревающие посуду, в которой разогревается еда, с помощью инфракрасного излучения), галогенные и индукционные конфорки.

Жарочные шкафы электрических плит оснащаются нагревателями, грилями и вертелами. В современных электрических плитах жарочные шкафы выполняют функцию конвекции, т. е. обеспечивают постоянное движение горячего воздуха. Это сокращает время нагрева шкафа и равномерно прогревает весь его объем.

По месту установки электрические плиты подразделяются на настольные, напольные, встраиваемые. В зависимости от материала электроплиты производят с металлической и стеклокерамической поверхностью.

Мармиты, подогреватели детского питания, термостаты, электросумки и электротермосы предназначены для подогрева и сохранения пищи в разогретом виде.

Мармиты представляют собой металлические или керамические подставки с вмонтированным в них электронагревателем. Рабочая поверхность их нагревается до 100 °С. Термостаты — это теплоизолированные шкафы, в которых с помощью терморегулятора поддерживается определенная температура.

Жарочные электрические шкафы состоят из каркаса и камеры с расположенными внутри нее нагревателями инфракрасного нагрева. Между каркасом и камерой жарочного электрического шкафа имеется воздушная прослойка, защищающая от утечки тепла. В жарочных электрических шкафах обеспечивается равномерный нагрев камеры, что дает возможность получать неподгоревшую выпечку. Кроме того, электрические жарочные шкафы экономичны и расходуют мало энергии.

Грили представляют собой небольшие жарочные шкафы с инфракрасным нагревом, в которых рыба и мясные продукты равномерно прожариваются на вращающихся вертелах. Пища, приготовленная на гриле, считается более здоровой, так как грили дают возможность удалять выделяемый при обжаривании продуктов лишний жир. Основными техническими и функциональными характеристиками грилей являются объем рабочей камеры (дм 3 ), максимальная возможная загрузка продуктов (кг) и потребляемая мощность (Вт).

Основными функциональными параметрами электрошашлычниц являются частота вращения шампуров (об/мин), масса одновременной загрузки (кг), время жарки шашлыков, потребляемая мощность и напряжение.

Вафельницы представляют собой две рифленые полуформы с вмонтированными в них нагревательными элементами мощностью до 550 Вт.

Ростеры и тостеры представляют собой приборы с рельефной системой для изготовления гренок. Ростеры могут потреблять до 800 Вт электроэнергии, а тостеры — до 1200 Вт.

Электрокастрюли, электросамовары, электроскороварки, емкостные водонагреватели, электрокипятильники и электрочайники предназначены для варки овощей, рыбы и мяса, кипячения и подогрева воды, приготовления компотов и других напитков.

По конструкции электронагреватели подразделяются на открытые, закрытые и защищенные. Кроме того, эти товары можно классифицировать по материалу, из которого изготовлен корпус, а также по его отделке, размерам и многим другим признакам.

Приборы для обогрева по способу отдачи тепла могут быть излучающими, конвекционными и комбинированными; по месту установки -— напольными, настольными, настенными, потолочными и универсальными; по мощности — 0,5-2 кВт; по способу регулирования мощности -— без регулирования, с неавтоматическим и автоматическим регулированием. Изготавливают нагревательные приборы из металла (чугуна, стали, алюминия и т. д.). Их внешняя поверхность может быть гладкая или ребристая для увеличения теплоотдающей площади. Они могут различаться размерами, формой и дизайном.

К излучающим отопительным приборам относятся камины, имеющие зеркальный отражатель. Нагревательный элемент может быть открытого типа, в виде кварцевой трубки и ТЭНа. Температура отражающей поверхности каминов — 700-850 °С.

К конвекционным отопительным приборам относятся конвекторы, электрорадиаторы и электронагреватели. Конвекторы представляют собой коробки из листовой стали с эмалевым покрытием с открытыми верхом и низом и помещенным внизу открытым нагревательным элементом.

Электрорадиаторы — полые стальные плиты, каналы которых заполнены теплоносителем (минеральное масло), при нагревании которого тепло отдается в окружающее пространство.

Электротепловентиляторы — это нагреватели открытого типа и осевые вентиляторы, объединенные в одном корпусе (настольные, напольные, настенные и комбинированные). Имеют не менее двух степеней нагрева и одну-две скорости вращения вентилятора, могут иметь термовыключатель, реле времени.

С технологической точки зрения конструкция нагревательных приборов должна обеспечивать простоту устройства, наименьшую металлоемкость, чистоту поверхности и удобство транспортировки и монтажа. Теплотехнические качества приборов должны обеспечивать максимально возможное значение коэффициента теплопередачи. Под санитарно-гигиеническими требованиями понимают простоту поддержания поверхности в надлежащем состоянии и ограничения по температуре нагревательного элемента.

Электрические утюги работают от сети переменного тока с номинальным напряжением 220 или 127 В и частотой 50 Гц. В зависимости от количества выполняемых функций различают:

• утюги с терморегулятором, которые маркируются как УТ;
• утюги с терморегулятором и пароувлажнителем (УТП);
• утюги с терморегулятором, пароувлажнителем и разбрызгивателем (УТПР) — это самый распространенный и наиболее пользующийся спросом вид утюгов, которым пользуются в быту;
• утюги с парогенератором;
• дорожные утюги, компактные за счет общего размера, площади подошвы и складной ручки.

Характеристики паровых функций утюгов: постоянная подача пара, турбопар (паровой удар), вертикальное отпаривание, разбрызгивание (спрей).

Мощность утюга (Вт) является ключевой характеристикой, так как от нее в значительной степени зависит эффективность глажения и скорость нагрева. Температурный режим — это температура нагрева подошвы утюга и поддержка заданной температуры, что является очень важным при разглаживании синтетических и шелковых тканей.

Для регулировки температуры подошвы утюга на корпусе нанесены деления. Одна точка и надпись “nylon” и “silk” обозначает, что в данном режиме температура подошвы не превышает

110 °С; две точки и надпись “wool” — 150 °С; три точки и надпись “cotton” и “linen” — температура подошвы не выше 200 °С.

Подошва — это элемент утюга, который непосредственно соприкасается с тканью. Изготавливают подошву утюга из различных материалов: алюминия, нержавеющей стали, керамики и металлокерамики.

Существуют утюги беспроводные — в них кабель подключен не к самому утюгу, а к подставке. Для того чтобы нагреть утюг, его нужно установить на подставку. Стоят такие утюги несколько дороже обычных.

Общими показателями качества электронагревательных приборов являются потребляемая мощность (Вт) и удельный расход электроэнергии на достижение рабочего состояния. Конструкция изделия должна обеспечивать пожарную безопасность корпуса изделия, снаружи и изнутри иметь антикоррозийные покрытия, устойчивые к механическим воздействиям. Ручки и другая фурнитура должны быть изготовлены из теплостойких материалов — диэлектриков, исключающих возможность ожогов. Приборы снабжаются световой сигнализацией в рабочих режимах. Для каждого нагревательного прибора предприятие предлагает паспорт с условиями и гарантийным сроком эксплуатации.

Вид антикоррозийного покрытия, способ его нанесения, степень блеска и толщина должны соответствовать требованиям НД. Защитно-декоративные поверхности не должны иметь отслоений, вспучивания, трещин, коррозии, потеков, шелушения, посторонних включений, сколов, разнотонности. Не допускаются острые грани, царапины, заусенцы, вмятины, неровности на поверхности приборов. Детали, изготовленные из пластмассы, не должны иметь облоя, сколов, литников, открывающиеся дверки должны выдерживать не менее 1 млн открываний и закрываний.

Наиболее используемыми источниками тепла для теплоснабжения домов являются электричество, газ, уголь или дрова. Несмотря на техническую доступность каждого из них, применение того или иного обусловлено некоторыми факторами, такими как: экономическая целесообразность, место и периодичность использования, безопасность. В наше время первые два вида энергии из перечисленных пользуются наибольшей популярностью. Рассмотрим аспекты использования электроэнергии, а также виды электронагревательных приборов.

Преимущества и недостатки использования электроэнергии для целей отопления

Сразу нужно отметить, что использование электрических нагревательных приборов для отопления – не самый дешевый вариант, так как стоимость самого оборудования, а также издержки при эксплуатации слишком высоки. Поэтому его чаще всего рассматривают в качестве альтернативного, на случай перебоев с подачей газа или, если газификации вообще нет. В то же время, отопление дома с помощью электроприборов имеет и некоторые очевидные достоинства:

• Практически повсеместная доступность.
• Очень быстрый и простой монтаж.
• Удобное управление.
• Компактное устройство приборов.
• Полное отсутствие каких-либо продуктов сгорания.

Таким образом, при всех своих недостатках, связанных, главным образом, с экономической составляющей вопроса, электроприборы обладают массой полезных качеств, которыми не могут похвастаться отопительные устройства, основанные на сжигании топлива.

По каким принципам осуществляется классификация электронагревательных приборов

Все современные электрические отопительные устройства классифицируются следующим образом.

По способу монтажа прибора:

• Переносные или мобильные, к которым можно отнести масляные радиаторы и различные конвекторы.
• Установленные на одном месте или стационарные, включающие в себя бойлеры, кондиционеры, электрические котлы и камины, инфракрасные нагреватели.

По виду теплоносителя, который нагревается в приборе:

• Воздушные – обогрев окружающего пространства осуществляется посредствам прогревания воздуха. К ним можно отнести конвекторы, радиаторы, электрокамины и многие другие устройства.
• Жидкостные – теплоносителем в них служит какая-либо жидкость, имеющая хорошую теплоемкость: вода, масло, антифриз. Наиболее известными приборами с таким принципом работы являются электрокотлы и бойлеры.
• Твердотельные или излучательные – тепло в этих устройствах передается от источника на какую-нибудь твердую поверхность, которая затем нагревает воздух в окружающем помещении. К ним относятся лучистые и инфракрасные нагреватели.

По типу нагревательного элемента (ТЭНа):

• Стандартные трубчатые элементы с успехом используют во многих видах отопительных приборов, которые работают на электроэнергии. Они могут иметь очень широкий диапазон технических характеристик, как по производительности, так и по мощности. Производят их из стали и титана.

• Оребренные трубчатые – похожи на предыдущие, но имеют ребристую поверхность, повышающую теплоотдачу. Они используются только в приборах, где теплоносителем является газовая среда (тепловые завесы и конвекторы). Делают такие элементы из нержавеющей или конструкционной стали.

• Блочные электронагреватели представляют собой несколько ТЭНов, соединенных в один конструктивный узел. Такие устройства устанавливают в приборы, где существует возможность регулировки мощности. Теплоносителями в них может выступать жидкость или сыпучие твердые вещества.

• Оборудованные терморегулятором – являются самым распространенным видом бытовых электронагревателей для отопления, имеющего жидкостный теплоноситель. Их делают из меди, стали, или никеле-хромового сплава.

Все рассмотренные нагревательные элементы являются только главными деталями устройств, об особенностях которых читайте далее.

Воздушные конвекторы

Эти приборы выполняют в виде компактных переносных устройств, снабженных ножками или колесиками для установки на полу или стене. Рабочим элементом в них выступают оребренные ТЭНы, закрытые декоративным металлическим корпусом с прорезями для циркуляции воздуха. Их используют в квартирах или частных домах, главным образом, как дополнительные источники тепла.

Принцип действия таких приборов основывается на том, что холодный воздух, свободно или принудительно поступает в прибор и проходит через все нагревательные элементы (ТЭНы). Затем он, как и положено нагретым газам, поднимается вверх и проходит через специальную решетку. Конвекторы могут оборудоваться встроенными вентиляторами для принудительной циркуляции воздуха. Данные приборы не имеют никаких ограничений для применения.

Радиаторы с масляным теплоносителем

Внешний вид и принцип действия таких приборов полностью аналогичен обыкновенным батареям отопления. Только они заполнены минеральным маслом, а нагревают его электрические ТЭНы, установленные непосредственно внутри внутренней полости прибора. Их с успехом используют в офисах и жилых помещениях. Бывают масляные радиаторы открытыми и закрытыми. Ребра последних защищены металлическим кожухом. Основное преимущество этих приборов в том, что они не выжигают кислород в помещении и не нагреваются до температур, опасных для маленьких детей. Особенно последнее свойство касается закрытых радиаторов.

Кондиционеры

Мы привыкли связывать эти приборы с необходимостью охлаждать воздух в помещении в жару. Однако, они способны производить и тепло, осуществляя, так называемый обратный цикл. Большинство моделей нельзя использовать при температуре наружного воздуха ниже – 10 0 С. Кондиционеры, называемые инверторами, способны нагревать помещение даже при температуре – 20 0 С. Однако они имеют гораздо большую стоимость.

Электрокамины

Эти электронагреватели обладают великолепным дизайном, поэтому могут использоваться не только как обогреватели, но и в качестве декоративного элемента. Эти устройства можно встретить в элитных квартирах или загородных домах ввиду их непомерно высокой стоимости.

Современные электрокамины делают напольными, имитирующими классические дровяные варианты и настенными, которые выглядят как тонкие панели, навешиваемые на стену. Принцип действия каминов схож с тем, которым обладают конвекторы.

Электрические котлы

В отличие от предыдущих приборов, эти устройства используются для создания постоянной системы отопления в доме. Используются совместно с жидкостным теплоносителем, циркулирующим по замкнутому контуру, обвязывающему все помещения в доме.

По виду основного нагревательного элемента электрокотлы делятся на:

• ТЭНовые – работают с любыми видами жидкости и имеют самую простую конструкцию. Они позволяют плавно изменять мощность, ступенчато изменять интенсивность нагрева за счет включения разного количества устройств.

• Электродные, которые обладают компактными размерами и применяются исключительно для водяных систем. При этом теплоноситель должен строго соответствовать требованиям ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая». Это обстоятельство сильно влияет на стоимость оборудования. Тепловая энергия возникает по принципу электролитической диссоциации, благодаря которой на электродах возникает разность потенциала из-за растворенных солей. Это прекрасно нагревает воду. Такое устройство намного экономичнее предыдущего.

• Индукционные котлы являются наиболее инновационными и дорогими устройствами. Они очень надежны и долговечны. Нагревать такие котлы могут любой теплоноситель за счет принципа электромагнитной индукции. Такое устройство потребляет максимальное количество электроэнергии, но зато просто в монтаже, не требует наличия отдельного помещения и обладает максимальным КПД при самых маленьких размерах.

Все электрокотлы должны быть обязательно заземлены очень надежно.

Инфракрасные электронагреватели

Это самый современный вид электрических устройств, предназначенных для обогрева помещений. Его работа основана на излучении электромагнитных волн инфракрасного спектра. При этом тепловая энергия передается от прибора тем предметам, которые расположены рядом. Отраженная от них лучистая энергия достаточно эффективно нагревает воздух в помещении. Это, наверное, самый экономичный тип электронагревательных приборов. Кроме того, такие устройства не пересушивают воздух. Некоторые из них имеют очень красивое декоративное оформление.

Несмотря на высокую стоимость электроэнергии, популярность электрических отопительных приборов не снижается. Это связано с их удобством и, во многих случаях, с мобильностью, что недоступно для газового оборудования.

Электронагревательными приборами называют устройства, преобразующие электрический ток в тепловую энергию. Такие приборы получили широкое распространение в наше время, к ним относится не только обогревательное оборудование, но и другие бытовые устройства: электрические чайники, утюги, фены, кухонные плиты и многие другие. Основным элементом любого электронагревательного прибора выступает нагревательный элемент.

Классификация электронагревательных устройств

Существуют различные виды электронагревательных приборов, наиболее подробно классификация такого оборудования описана в действующих нормативах ГОСТа, хотя на практике этой квалификацией пользуются достаточно редко. Сложность разделения электронагревательного оборудования на отдельные виды заключается в огромном количестве таких приборов, использующихся людьми в повседневной жизни. Опираясь на действующие в нашей стране нормативные документы, можно сделать вывод, что классифицировать электронагреватели можно по различным принципам.

Простейший вариант классификации предполагает разделение электронагревательного оборудования на несколько групп по конструктивным особенностям нагревательных элементов. По типам конструкции нагревательных элементов можно выделить три группы электронагревательных устройств:

• Нагревательные элементы открытого типа.
• Нагревательные элементы закрытого типа.
• Герметически закрытые нагревательные элементы.

С технической точки зрения такой вариант классификации абсолютно точен, но он не позволяет определить назначение оборудования и особенности его эксплуатации.

Второй вариант классификации электронагревателей – по продукту нагрева. Такая классификация позволяет выделить:

Данная квалификация дает больше информации о принципах использования приборов, но сегодня существует электронагревательное оборудование, которое сложно отнести к водо- или воздухонагревателям, к примеру, электрические кухонные плиты или печи СВЧ.

Наиболее точную, исчерпывающую информацию о видах электронагревательных приборов дает классификация оборудования по сфере использования, выделяют устройства:

1. Для нагрева воды (в системах водоснабжения, отопления, для стирки и приготовления пищи).
2. Для нагрева воздуха (в сушильном и отопительном оборудовании).
3. Для приготовления пищи (за счет нагрева поверхностей с посудой и непосредственного нагрева посуды).
4. Ручные инструменты и приборы с электронагревательными элементами (паяльники, пирографы, утюги).
5. Для обогрева человеческого тела.

Данный вариант классификации позволяет охватить практически все представленные на рынке электронагревательные устройства.

Классификация электронагревателей по классу защиты

Все современные электрические приборы разделяют на отдельные группы по классам защиты. Выделяют всего пять классов защиты человека при работе с электрическими устройствами:

• нулевой класс – электронагревательные приборы с рабочей изоляцией, никаких дополнительных защитных средств не предусмотрено;
• ноль первый класс – устройства с рабочей изоляцией и подключением нетоковедущих металлических частей к контуру заземления;
• первый класс – наличие дополнительного защитного соединения с токопроводящими элементами электронагревательных устройств, за счет чего при повреждении рабочей изоляции токопроводящие части устройства не оказываются под напряжением;
• второй класс – отсутствует дополнительное защитное соединение, но имеется двойная изоляция, а корпус устройства изготавливается из непроводящих электроток материалов;
• третий класс – электрические устройства с низковольтным питанием, среди современных электронагревательных приборов нет оборудования, которое можно отнести к этому классу безопасности.