Keramická topidla R. T. S

Jakýkoli konvektor nebo topidlo, včetně keramických, je určeno k vytápění místnosti. Konvektory se od sebe liší v mnoha ohledech – výkonem, designem, rozměry, doplňkovými vlastnostmi a možnostmi a také se liší topnými tělesy. Keramická topidla využívají keramické topné těleso. V tomto článku pochopíme, jak takový ohřívač funguje, jak se liší a zvážíme výhody a nevýhody.

Princip činnosti keramického topidla

Podle principu činnosti se konvektor s keramickým ohřívačem neliší od jiných konvektorů. Jeho hlavním a jediným rozdílem od ostatních zařízení konvektorového typu je topné těleso, tedy to, z čeho je vyrobeno. U keramických ohřívačů se topné těleso skládá z kovových desek, které jsou vyplněny vrstvou keramiky. V tomto případě je energie přiváděna na hliníkové desky, protože konvektor pracuje ze sítě. Jak se desky zahřejí, začnou předávat teplo keramické vrstvě. Dále keramická vrstva ohřívá vzduch, který přichází z místnosti a je umístěn ve výměníku tepla. Ohřátý vzduch vychází speciálními otvory do místnosti a stoupá ke stropu a vytlačuje chladnější vzduch dolů. Konvekční proces se opakuje a tím se místnost vytápí.

Právě rozdílnost topného tělesa vede k tomu, že při použití keramiky se vzduch v místnosti ohřívá pomaleji. Je však třeba poznamenat, že takové topné těleso vám umožňuje udržet teplo po delší dobu.

• pouzdro konvektoru;
• teplotní senzor;
• přívody a výstupy vzduchu;
• termostat;
• přídavná čidla v závislosti na modelu konvektoru – čidlo přehřátí, čidlo překlopení, blokovací funkce atd.

Typy instalace keramických topidel

Jako většina typů konvektorů mají keramická topidla několik možností instalace.

Stojací verze s nohami. Nejčastěji nejsou nohy součástí balení a je nutné je dokoupit. Často se používá možnost instalace na podlahu, když konvektor slouží jako doplňkové topné těleso. V tomto případě jej lze snadno přemístit z místnosti do místnosti a odložit do skladu, když není potřeba další vytápění.

Umístění na stěnu zahrnuje montáž konvektoru na stěnu pomocí držáků. Nejčastěji se konzoly prodávají společně s konvektorem. Tento typ instalace může být výhodnější, pokud je jako hlavní zdroj tepla použit konvektor, například ve venkovských domech nebo v bytech, kde není zajištěno ústřední topení.

Výhody a nevýhody konvektorů s keramickými topidly

• estetika;
• několik typů instalace;
• nevysušujte vzduch;
• pracovat tiše;
• dlouho vychladnout.

Typy keramických topidel

Dnes existuje několik typů keramických ohřívačů.

Infračervené keramické ohřívače. Jejich princip fungování se liší od provozu konvektoru. K zahřívání při použití infrazářiče dochází v důsledku infračerveného záření. Ke zvýšení teploty vzduchu dochází v důsledku skutečnosti, že předměty umístěné vedle ohřívače se zahřívají a ty zase ohřívají vzduch. Zahřívání probíhá pomaleji a na menší ploše.

Pro maximální pokrytí se doporučuje umístit topná tělesa na strop.

Posistor. Tato topná zařízení využívají speciální slitinu posistoru, která je svými vlastnostmi podobná keramice, je však pevnější a odolnější.

Tento typ elektrospotřebičů má navíc další podstatnou výhodu – samoregulaci vytápění. Díky speciálním vlastnostem materiálu pozistoru se může topné těleso při dosažení teploty 180C samo vypnout a po ochlazení zařízení se může opět začít zahřívat. To vám umožní výrazně ušetřit energii.

Třetí typ je konvektory s keramickým topným tělesemkteré byly popsány výše.

Pravidla pro použití a ošetřování

• Nenechávejte zapnuté konvektory bez dozoru.
• Před připojením konvektoru k síti je důležité zkontrolovat neporušenost elektrického kabelu.
• V žádném případě nesušte věci na konvektoru ani neblokujte výstup vzduchu z konvektoru. To může způsobit přehřátí a poruchu zařízení. Některé modely poskytují automatické vypnutí, když se konvektor přehřeje, před použitím si musíte pečlivě prostudovat pokyny;

Chceme-li si pořídit teplovzdušný ventilátor pro vytápění domu nebo chaty, prodejce nám v první řadě nabídne výrobek s keramickým topným tělesem, jako levný, skladný a spolehlivý. V současné době je sortiment domácích ventilátorů z 80–90 % zastoupen výrobky na bázi keramiky PTC (Positive Temperature Coefficient).

V poslední době se na tuzemském trhu začíná objevovat stále více potrubních ventilačních jednotek vybavených PTC termistorovými ohřívači. Často se uvádí, že teplota odcházejícího vzduchu v nich je samoregulační a udržována konstantní díky vlastnostem samotného topného tělesa. Zkusme přijít na to, zda tomu tak skutečně je, a zároveň zkusme porovnat vlastnosti takových topidel s charakteristikami a principy regulace tradičních topných těles.

Topnými tělesy v keramických ohřívačích jsou PTC termistory – polovodičové odpory s kladným teplotním koeficientem, jejichž elektrický odpor a tedy i výkon závisí na teplotě jejich povrchu. To znamená, že čím vyšší je teplota termistoru PTC, tím nižší je spotřeba energie. Tato zpětná vazba neumožňuje ohřev těles nad jejich spínací bod (obvykle 250C) (viz graf 1), čímž je zajištěna úplná požární bezpečnost a zamezuje vzniku jakýchkoli oxidačních procesů (spalování kyslíku, tvorba CO, uvolňování specifických pachů hořících prachových částic), které se často vyskytují na povrchu vysokoteplotních topných těles.

Proces regulace teploty probíhá pouze na povrchu PTC termistoru. V tomto případě křivka závislosti odporu na teplotě směřuje k bodu sepnutí termistoru (v tomto případě 250C). Teplota vzduchu v potrubí za ohřívačem není monitorována samotným ohřívačem a závisí na mnoha faktorech (teplota vstupního vzduchu, rychlost proudění vzduchu, výkon termistoru). Samoregulační teplotní proces PTC termistoru je však zcela dostačující pro vytvoření systémů ohřevu vzduchu, kde je stupeň ohřevu regulován prostorovým termostatem vzduchu.
V napájecích ventilačních jednotkách, kde je důležitá teplota vzduchu v potrubí za ohřívačem, je nutné nainstalovat automatický řídicí systém, který zajišťuje zpětnou vazbu mezi teplotou vzduchu v potrubí a teplotou termistoru.

Již jsme zjistili, že elektrický odpor termistoru PTC závisí na jeho povrchové teplotě a maximálního proudu je dosaženo pouze při nízkých vstupních teplotách a vysokých rychlostech proudění vzduchu (viz graf 2).

• elektrický ohřívač s topnými tělesy o výkonu 3 kW;
• PTC ohřívač se startovacím proudem 14 A (3 kW);
• jednokanálový elektronický termostat s nastavenou teplotou v kanálu 20C.

Náklady na taková zařízení jsou vysoké a nemohou konkurovat nákladům na automatizační systémy pro termistory PTC, které nepoužívají více než tři stupně.

Další a možná nejdůležitější výhodou PTC ohřívačů oproti topným tělesům je nepřetržitá životnost těchto ohřívačů, která je minimálně 20000 XNUMX hodin beze změn elektronických charakteristik (spínací bod a odpor).

Pokud nepatrná odchylka spínacího bodu od vypočteného nehraje v konkrétním systému klimatizace velkou roli, pak lze životnost zvýšit na 30000 40000 – XNUMX XNUMX hodin. Přitom počet sepnutí a vypnutí nemá vliv na životnost PTC termistoru.

U topných těles může po 2000–3000 hodinách nepřetržitého provozu dojít k nevratným změnám (tvorba uhlíkových usazenin na povrchu nichromové spirály a v důsledku toho nerovnoměrné zahřívání povrchu). Regulace teploty výstupního vzduchu pomocí kontinuálního zapínání a vypínání (termostaty, proporcionálně integrální (PI) regulátory) tuto dobu výrazně zkracuje.

Pro zvýšení životnosti topných těles v ohřívačích vzduchu se někdy používají fázové (hladké) regulátory výkonu. Je zde však problém s potlačením vysokofrekvenčního rušení generovaného těmito regulátory.

Způsoby regulace výkonu PTC ohřívačů se v zásadě neliší od způsobů regulace výkonu topných těles: stejné PI regulátory a termostaty. Zohledňuje se pouze malá setrvačnost termistorů při ohřevu a chlazení.

V případě použití PI regulátorů je vhodné zavést do regulační charakteristiky diferenciální složku kompenzující rozdíl v rychlosti ohřevu/chlazení při poklesu teploty vstupního vzduchu a zvýšení průtoku vzduchu. Použití fázových regulátorů teploty zcela eliminuje samoregulaci R.T.S. termistory, protože celý proces regulace výkonu probíhá pod bodem sepnutí (viz graf č. 1). V tomto případě je vhodnější použít jako topidlo levnější odporovou keramiku nebo topná tělesa. Pro dosažení nejvyšší účinnosti je R.T.S. Jsou zapojeny převážně paralelně jak z hlediska napětí, tak i proudění vzduchu.

Použití regulátorů výkonu, jejichž princip činnosti je založen na zapínání/vypínání zátěže, klade přísná omezení na konstrukci použitých PTC Ohřívače, které se používají v ohřívačích s ventilátorem, mohou být v systémech přívodu ventilace málo použitelné. Rozdíl teplotního koeficientu lineární roztažnosti hliníkové podložky chladiče a samotného keramického prvku totiž vytváří „parazitní“ hnací sílu v konstrukci a může časem „vymáčknout“ polovodič z mřížky radiátoru.

Proto je nutné používat ohřívače, při jejichž výrobě:

1. PTC termistory umístěné v jedné mezeře masky chladiče jsou pevně „vynucené“, čímž se eliminují mezery mezi nimi;
2. PTC termistory, „vynucené“ prvním způsobem, jsou vyplněny vysokoteplotní elastickou směsí po celé délce otevřené části;
3. Místo masky chladiče ve tvaru písmene S je použita tvarovaná mřížka ve tvaru Z, která zabraňuje vzniku mezer a netěsností při dlouhodobém provozu;
4. Snižte spínací bod termistorů PTC a jejich startovací proudy během výroby, aby byl proces řízení plynulejší a zkrátily se intervaly mezi vypínači.

• Journal Mir Klimata: Topidla v napájecích ventilačních systémech na bázi PTC termistorů
• Asociace podniků klimatického průmyslu (APIC)®