Плюсы и минусы керамических обогревателей, устройство и принцип работы, ремонт устройств

Устройство керамического обогревателя

В конструкцию подобных обогревательных систем входят керамические нагреватели в виде плиты, при помощи которой и нагревается помещение. Сам корпус аппарата заливается специальной глазурью, защищающей устройство от попадания влаги, а также предупреждающей появление коррозии. У конверторных моделей дополнительно встраивается миниатюрный вентилятор.

Инфракрасные керамическиеобогреватели устроены немного иначе. В зависимости от модели прибор может быть оборудован проволокой, спиралью либо кабелем, которые обеспечивают высокое сопротивление, но при этом устойчивы к резким перепадам температуры. Что касается диапазона волн, то он у них средний. Такое оборудование принято считать «темным» излучателем, то есть в темное время суток он не светится. Сами излучатели подразделяются на следующие формы:

• сферическая;
• плоская;
• керамическая;
• инфракрасная.

Стоит отметить, что все керамические обогреватели для дома — огнеупорные. К тому же при работе они потребляют минимальное количество электроэнергии и позволяют экономить на оплате коммунальных услуг.

Керамика давно используется людьми в строительстве и быту. Такая популярность обусловлена способностью материала к продолжительному удерживанию тепла. Прогретая до определённой температуры поверхность, излучает тепловые лучи. Длина их волн определяется интервалом от 9,0 до 10,3 мкм. Находящиеся в данном радиусе предметы нагреваются, создавая в помещении комфортный микроклимат.

Керамика при нагревании имеет довольно широкий диапазон распределения излучения

Изначально конструкция прибора отопления была разработана на основе пластины с размещёнными на ней керамическими элементами. Вентилятор, направленный на разогретую керамику, в принудительном порядке приводит в движение тёплый поток по помещению. Такое решение позволяет предотвратить высушивание воздуха. Сам процесс нагревания происходит постепенно без резких скачков температурного режима.

Современные модели надёжно защищены от перегрева и падения. Они не выжигают кислород, не сушат воздух. Наличие нескольких нагревательных элементов позволяет осуществлять при необходимости регулировку мощности. Основные узлы конструкции:

• металлический корпус;
• профилированный теплообменник;
• основной нагревательный элемент;
• керамическая плита.

Специальные воздушные фильтры обеспечивают чистку воздушных масс, что предотвращает воспламенение частиц пыли на керамическом покрытии. Все обогреватели данного типа оборудованы температурными датчиками и регуляторами микроклимата.

Принцип работы керамического отопительного прибора схож на эффект естественного солнечного теплового излучения. Под воздействием вентилятора тепловые волны распределяются по помещению, нагревая стены, пол и другие предметы обстановки.

Принцип работы керамических обогревателей

Подобное обогревательное оборудование работает по принципу принудительной конвекции. Все имеющиеся в устройстве нагревательные элементы обдуваются воздушной массой, за счет чего теплые потоки равномерно распространяются по всей комнате.

Некоторые современные электрообогреватели функционируют от дистанционного пульта, оснащены таймером и рядом других полезных функций. Кроме этого, они способны очищать воздух и ионизировать его.

Инфракрасные приборы способны излучать тепловую энергию только в определенную сторону. Несмотря на это, тепло проникает в комнатную мебель, в напольное покрытие, поэтому можно сказать, что такие обогреватели никогда не работают вхолостую.

Преимущества и недостатки керамических обогревателей

Даже самая совершенная конструкция имеет свои достоинства и недостатки. Не стали исключением и керамические обогреватели. Наряду с неоспоримыми преимуществами, устройства имеют ряд существенных недостатков.

Плюсы

К наиболее существенным достоинствам керамических обогревателей можно причислить:

• Керамика – материал природного происхождения. При рабочей температуре 800–1000°С вредные для человеческого организма вещества не выделяются. Альтернативные варианты при неправильном использовании могут причинять вред здоровью (пересыхание кожных покровов, патологии хрусталика и пр.).
• Высокий показатель КПД (в пределах 90-99%). Такие данные считаются нормой для большинства устройств, работающих от электросети.
• В процессе эксплуатации рабочие элементы не подвергаются окислению, что увеличивает срок службы отопительного устройства. Металлические теплообменники быстрее выходят из строя из-за коррозийных процессов.
• Оснащение конструкции вентилятором способствует быстрому и равномерному прогреву помещения. Эффект сравним с тепловыми вентиляторами, но в остальном вторые существенно проигрывают.
• Благодаря физическим свойствам керамика длительное время удерживает тепло. Это помогает сокращать расход энергии (газ или электричество), в отличие от других устройств, оснащённых ТЭНами или спиралью. Обогрев инфракрасными приборами также обходится недёшево.
• Компактные параметры керамических обогревателей и небольшой вес дают возможность использовать отопительный прибор в малогабаритных помещениях, не отбирая полезной площади. Даже в небольшой комнатке найдётся место для установки настенной модели. Таким преимуществом не могут похвастать инфракрасные приборы и радиаторы, работающие на масле.
• Современные модели керамических приборов имеют защиту от пожаров и ожогов. Лицевая панель не нагревается свыше 65°. В тепловых вентиляторах спираль открытая, по мере накопления пыли и других загрязнений повышается риск самовоспламенения. Поверхности масляных радиаторов нагреваются так сильно, что могут причинить ожог.
• Некоторые модели оснащены лампой, которая очищает поверхности и воздух от вредных микроорганизмов. Ассортиментный ряд пополнен устройствами со строенной ионизацией, что важно для людей с ослабленным организмом.
• Обогреватель работает абсолютно бесшумно.
• Лаконичный дизайн корпуса и компактность гармонично вписываются в дизайн любой стилистики.
• Некоторые модели укомплектованы пультом ДУ. Это даёт возможность менять режим обогрева, не вставая с дивана или кресла.

Минусы

Недостатков у керамических обогревателей немного, и все же они есть:

• повышенный уровень шума. Это касается только нагревателей, имеющих вентилятор. Недостаток можно считать условным, поскольку в качественных моделях, вентилятор работает практически бесшумно;
• энергоемкость. Несмотря на то, что керамические приборы потребляют меньше электроэнергии чем другие типы обогревателей, счет за электричество при использовании керамического обогревателя заметно увеличивается;
• малая ремонтопригодность. Стоимость ремонта вышедшего из строя прибора довольно высока. В некоторых случаях целесообразнее заменить изделие.

На фоне перечисленных выше плюсов, минусы керамических обогревателей можно считать несущественными. Опубликованные в интернете отзывы покупателей полностью это подтверждают.

Виды керамических обогревателей

Электрические аппараты самые простые в использовании, безопасны, поэтому их можно устанавливать даже в детской комнате. При этом в процессе работы они не сушат воздух и не обжигают его, благодаря чему их часто применяют в помещениях, где преобладает повышенная влажность.

Тепловентиляторы — более сложное оборудование. Принцип действия в том, что рабочий вентилятор втягивает холодный поток воздуха, обрабатывает его и выпускает уже теплым. Преимуществами таких устройств является компактность, ими можно оснастить даже самые маленькие комнаты, а при необходимости прибор легко переносится в другое место.

Стеклокерамические обогреватели также различаются конструктивными особенностями. Они бывают:

• наполненными;
• полыми.

Первые модели очень прочные, у них высокая степень защиты от окисления и разного рода загрязнений. Еще одной особенностью таких конструкций является плавная регулировка температуры. Они достаточно удобны в эксплуатации и монтаже, установить прибор сможет каждый человек, даже не имеющий опыта. Весь процесс, как правило, прописан в инструкции.

Полые модели очень быстро нагреваются, но и так же скоро остывают.

Помимо этого, все обогревательные установки различаются по способу размещения:

1. Настенные керамические обогреватели достаточно габаритны, поэтому чаще всего их монтируют в нижней части стены. Они отлично подходят для обустройства в помещениях со средней площадью, обладают длительным эксплуатационным сроком, служат порядка 25 лет, умеют накапливать тепло. Крепятся при помощи саморезов, анкеров и дюбелей.
2. Напольные агрегаты дополнительно оснащаются защитной системой, поэтому в случае падения они самостоятельно выключаются, что предотвращает поломки или какие-либо аварийные ситуации. Пожалуй, это самые удобные устройства из всех представленных, подходят для любого типа помещения. Очень просты в установке: достаточно прикрутить к корпусу ножки и выбрать ровную поверхность.
3. Настольные приборы имеют вращательную способность, за счет чего теплый воздух равномерно распределяется во все стороны комнаты. Само устройство отлично впишется в малогабаритное помещение, так как имеет небольшие размеры. Для установки подойдет любая плоскость в виде стола, тумбочки или подоконника.

Существует еще один вид обогревателей, который подходит для отопления совсем маленьких комнат, небольших офисов и кабинетов. Прибор такого типа имеет оригинальный внешний вид. Конструкция состоит из трех керамических горшочков, скрепляющихся при помощи вытянутого металлического болта, на который накручены шайбы и гайки. В эти горшки вмонтированы лампы накаливания.

Такие устройства хороши тем, что при работе они не выделяют продуктов горения, а значит, безопасны для окружающих. Их можно использовать в качестве дополнительного источника тепла.

Существенный минус таких креативных приборов — долгий процесс нагрева: устройству необходимо сначала прогреться самому, и только потом оно начнет отапливать окружающее пространство. Обычно на это уходит 3−4 часа.

Электрические приборы

Это самые распространённые отопительные устройства, которые быстро и просто устанавливаются в помещения разного назначения. Модели данного вида имеют определённую мощность, что позволяет подобрать наиболее подходящий вариант.

Изначально керамика наносилась на поверхность нагревательных элементов (спирали). Современные устройства характеризуются экономичностью и безопасностью. Посредством изменения конструкции был разработан обогреватель, совмещающий инфракрасный вид обогрева с конвекционным. Керамическая панель вначале нагревается, затем длительное время удерживает тепло, постепенно отдавая его предметам обстановки, расположенным в зоне действия тепловой волны.

Газовые приборы

Обогреватель с инфракрасным излучением работает на газу. Тепло в панели генерируется посредством прогрева открытым пламенем, размещённым над горелкой. Мощность оборудования данного вида выше электрического, рабочая температура достигает 900°.

Конструкция прибора включает:

• корпус из металла (внутри отводится место под газовый баллон);
• керамические пластины;
• горелку.

Модели данного вида оснащаются следующими узлами:

• регулятором мощности;
• датчик контроля газа с автоматическим отключением оборудования в случае угасания пламени;
• пьезоэлектрический поджиг горелки;
• системой контроля содержания СО в помещении (если концентрация превышает нормы, обогреватель автоматически отключается);
• ролики (устанавливаются на нижнюю часть корпуса, обеспечивают удобное перемещение оборудования).

Все керамические приборы отопления делятся на разновидности, которые отличаются способом размещения.

Плюсы и минусы газовых керамических обогревателей:

Настенные

Внешне обогреватель схож на кондиционер, но монтируется в нижней части стены. Это обусловлено физическими процессами, а именно, способностью тёплого воздуха подниматься наверх. Модели для дома имеют компактные габариты, полезное пространство после установки не уменьшается.

Настенный керамический обогреватель с терморегулятором

Напольные

Это преимущественно мощные приборы, в отличие от настенных конструкций. Все модели оснащены защитой от опрокидывания. В аварийном режиме кнопка автоматически отключает устройство от питания. Единственный недостаток данной разновидности – потеря полезной площади.

Настольные

Это маломощные обогреватели, которые используются для дополнительного обогрева отдельной зоны помещения. Модели оснащаются защитой на опрокидывание и автоматическим поворотным механизмом, что даёт возможность равномерно распределять топок тёплого воздуха во всех направлениях.

Как выбрать керамический обогреватель для квартиры и других помещений

Перед тем как приобретать отопительный прибор, необходимо определиться с моделью. Специалисты рекомендуют при выборе подходящего нагревателя учитывать следующие факторы:

• Площадь прогреваемого помещения. За это отвечает мощность оборудования (1 кВт сможет отопить примерно 10 кв. метров).
• Внешние данные отопительного агрегата. Лучше подбирать приборы, которые не испортят дизайн комнаты.
• Оснащение электротермостатом. Это важно в целях поддержания постоянной температуры.
• Размеры помещения. Для маленьких комнат лучше приобретать настенные типы нагревателей.
• Наличие встроенной защитной решетки. Это сделает процесс эксплуатации более безопасным.

На самом деле многие владельцы керамических обогревателей считают, что цена таких установок неоправданно высока, так как в зимнее время эти приборы не могут обогревать комнату полноценно. И если в условиях квартиры они еще способны оказать пользу, то для отопления частного дома большой площади эти конструкции абсолютно бесполезны.

Инструкция доработки керамического обогревателя своими руками

Встраивание электронной автоматики в керамический обогреватель своими руками / Терморегулятор W1209
Керамический обогреватель

Купленный керамический обогреватель имел три режима работы — вентилятор, обогреватель 1 режим и нагреватель 2 режим. В инструкции строго написано, что при выключении режима нагрев, необходимо оставить вентилятор включенным некоторое время до охлаждения массивного элемента нагрева. Это и поставило основной препон для быстрой доработки схемы работы обогревателя. Если не выполнять это условие, то появляется серьезный риск повредить со временем пластмассовый корпус. Но непреодолимых препятствий нет, тем более жизнь в 2016 году заставила экономить на всем, короче удалось своими руками запустить обогреватель в безопасном режиме.

Разборка керамического обогревателя

Данный обогреватель имеет разумную конструкцию и для доступа к основной электрике достаточно открутить своими руками 4 винта крепления крышки ножки. Откручиваем их и получаем доступ к плате индикации. Схема обогревателя простая. Смотри фото. В цепи питания вентилятора и двух нагревателей подключены цепи индикации. Индикатор работы за ненадобностью аккуратно удален. Оставлены только два декоративных красных светодиода, которые раньше никогда не светились, оказалось была перепутана полярность их включения. После демонтажа платы индикации в проводах питания вентилятора и нагревателей по нулевому проводу образовались разрывы, которые и будут использованы для подключения к цепям управления.

Керамический обогреватель

Переключатель режимов

Керамический обогреватель

Откручиваем винты

Крышка снята. Плата индикации

Схема обогревателя

Плата индикации и термопредохранитель

Плата индикации удалена

Дополнительные узлы и детали для доработки обогревателя

Как указывалось выше, для надежной работы, кроме схемы термостата, необходима схема задержки отключения вентилятора после прекращения нагрева. Этот вопрос решен установкой реле времени.

Реле времени, как и термостат куплены готовые. Для полнофункциональной работы термостат  доработан и улучшен. Этому посвящен целый блог с подробным изложением параметров, особенностей и схемы программирования модуля.

Темостат WD1209

Доработанный термостат Ц1209

Помехозащищающий конденсатор

Реле времени также как и термостат питается постоянным напряжением 12 Вольт. Алгоритм работы реле времени простой, при подаче напряжения реле включит реле через 1-15 секунд в зависимости от настройки. Реле времени собрано по простой схеме на базе интегрального таймера NE555. Понятно, что задержка в 15 секунд не подходит, этого времени не хватит охладить керамический нагреватель обогревателя. Вопрос решается выпаиванием электролитического конденсатора 100 мкФ с платы и  заменой его на более емкий в 1000 мкФ. После такой замены задержка включения может быть увеличена до нескольких минут. Реально одной минуты хватит.

Реле времени

Меняем конденсатор

Для сборки цепи автоматики и управления нагревателем на полной мощности было установлено реле типа  793-P-1C G2R-1C-8P на 12 вольт.

Вся схема питается постоянным напряжением 12 вольт от блока питания. Блок питания применен готовый. Импульсный пожалел ставить и вмонтировал готовый трансформаторный блок. Импульсный блок питания тоже можно приобрести в Китае

Реле 793-P-1C G2R-1C-8P

Блок питания

Встраивание термостата и реле времени в обогреватель

При наличии готовых узлов была разработана  схема управления обогревателем. Смотри фото.

Схема. Керамический обогреватель

Схема работает следующим образом. Переключателем режимов обогревателя выбирает 4 режима работы схемы:

1. выключено (как на схеме);
2. включен вентилятор;
3. нагрев первой ступени включен ;
4. включен нагрев первой и второй ступени.

Блок питания автоматики подключен к проводу питания напрямую (в схеме блока есть свой предохранитель). Блок питания подает напряжение 12 вольт на автоматику и на два красных диода — это индикацияподключения к сети. Цифровой индикатор схемы термостата также показывает температуру в помещении. При включении режима «2-4» возможно управление включением вентилятора, а в режимах еще и «3-4» нагревателями. Допустим на обогревателе  включен режим «3».  Термостат настроен на поддержание температуры +22ºС в помещении, а реальная температура 19ºС. Тогда включится реле термостата Р1. Контакты реле Р1 включат реле Р2, которое своими контактами замкнет цепь включения нагревателей. Также реле Р1 отключит питание реле времени, реле Р3 обесточится и нормально замкнутый контакт реле включит питание на вентилятор. Обогреватель нагревает воздух. При достижении заданной температуры нагрева реле Р1 обесточится, отключит реле Р2 и соответственно нагреватель. Нормально замкнутый контакт реле Р1 включит питание реле времени, которое через заданный промежуток времени выключит питание вентилятора.

Все блоки легко помещаются внутри обогревателя.

Блок питания закреплен в корпусе скобой из металла, также скобой закреплены реле Р1 и Р2. Смотри фото и видео. Также двумя винтами прикреплена схема реле времени. Схема термостата закреплена термоклеем на прозрачной накладке корпуса обогревателя. Для управления схемой в накладке просверлено три отверстия для доступа к кнопкам программирования схемы термостата. Все элементы схемы связаны между собой проводниками при помощи пайки и клемников.   Если потребуется удлинить проводники нагревательного элемента используйте провод соответствующего сечения. Термодатчик выведен на боковую стенку обогревателя и закреплен термоклеем.

Скоба крепления трансформатора

Скоба крепления реле

Схема термостата закреплена

Схема обогревателя собрана

Крепление термодатчика

Доработанный керамический обогреватель

Испытания доработанного керамического обогревателя показали работоспособность конструкции. Потратив всего порядка 300 рублей удалось доработать керамический нагреватель и сделать современный прибор для поддержания и индикации температуры в помещении.