В офисах, гостиницах, школах, магазинах розничной торговли, спортивных сооружениях и других типах зданий обычно есть комнаты, которые можно эффективно обогревать с помощью обогревателей, таких как конвекторы, излучающие потолочные панели или инфракрасные излучающие обогреватели.
Для этих целей «внешний вид» нагревательного элемента так же важен, как и его производительность. При правильном сочетании индивидуальной настройки и производительности конвекторы могут быть идеальным решением для зданий со сложными потребностями в отоплении.
Что такое конвекторный обогреватель?
Конвекторные обогреватели, также называемые конвекционными обогревателями или просто конвекторами, - это обогреватели без вентилятора, которые используют естественную конвекцию для перемещения нагретого воздуха обратно в кондиционируемое пространство, что делает их намного тише, чем тепловентиляторы. Без использования вентилятора для продувки воздухом конвектор является отличным выбором для минимизации циркуляции пыли и пыльцы, что улучшает рабочую среду.
Архитекторы тратят бесчисленные часы на дизайн интерьера, создавая в этих помещениях желаемую атмосферу. Подумайте о том, как использование света и выбор цвета, мебели и материалов влияют на атмосферу в вестибюле отеля или в зале заседаний офиса. Следовательно, нагревательные элементы должны «сливаться» или «дополнять» окружающую среду.
В то же время эти блоки должны помочь архитекторам и инженерам решать проблемы отопления, такие как противодействие сквознякам возле окон, уменьшение конденсации на стекле и помощь в дестратификации воздуха в пространстве.
Учитывая все эти факторы, не существует универсального решения по отоплению для каждого здания. Скорее, указанные архитекторы и инженеры должны решать свои отдельные проблемы с отоплением с помощью настраиваемых решений для обеспечения оптимальной рентабельности и общей функциональности.
Конвекторы идеально подходят для использования в помещениях с большими окнами, таких как офисы, школы и вестибюли отелей. Обычно устанавливаемые на уровне пола на внешних стенах и под окнами конвекторы обеспечивают движение воздуха вверх, чтобы противодействовать нисходящим холодным потокам и минимизировать конденсацию.
Доступные в различных размерах, конфигурациях и цветах, конвекторы также обладают универсальностью в дизайне и установке. Архитекторы и инженеры могут использовать настраиваемые функции для разработки конвекторов, которые соответствуют индивидуальным проектным спецификациям проекта, а также для решения проблем с отоплением, не тратя впустую энергию или пространство. Доступны модели, которые могут быть размещены в траншее, помещены в специальные корпуса или установлены другими способами.
Конвекторы имеют широкий спектр вариантов управления от встроенных термостатов для управления отдельными блоками до элементов управления кремниевым выпрямителем (SCR), которые можно интегрировать в системы управления зданием (BMS).
Как работает конвекционный нагреватель?
В результате естественного явления, известного как «конвекция», воздух внутри конвектора нагревается, становясь менее плотным, чем окружающий холодный воздух, что позволяет ему подниматься за счет плавучести. По мере того, как нагретый воздух поднимается, более холодный воздух с пола втягивается в конвектор, создавая постоянный поток. При размещении конвекторов под окном нагретый воздух поднимается вверх и блокирует поступление холодного воздуха вниз, создавая нагретую воздушную завесу.
Все конвекторы содержат два компонента, которые работают вместе для безопасной подачи нагретого воздуха в помещение: элемент и ограничение превышения температуры.
Элемент преобразует электрическую энергию в тепло, пропуская электрический ток через специально разработанный резистивный провод. Элементы, используемые в конвекторах, имеют металлическую оболочку и состоят из спирально намотанного провода сопротивления, заключенного в изолирующий порошок (оксид магния, MgO), заключенный в металлическую оболочку.
Ребра добавлены к стержню элемента для улучшения теплопередачи за счет создания эффекта дымохода, направляя воздух, чтобы течь над элементом и большей поверхностью ребра, чтобы нагреть воздух, проходящий через устройство. Большинство конвекционных обогревателей имеют алюминиевые ребра, прикрепленные к стержню под давлением. Тем не менее, для тяжелых и взрывобезопасных конвекторов предусмотрены специальные стальные ребра, припаянные к стержню, чтобы они лучше справлялись с повышенными требованиями.
Пределы превышения температуры - это устройства измерения температуры, расположенные на элементе или рядом с ним, которые прерывают подачу электричества к элементу в случае возникновения аномально высоких температур. В конвекторах устройство ограничения превышения температуры чаще всего активируется, когда входное или выходное отверстие для воздуха блокируется драпировкой или мебелью, вызывая накопление тепла.
Использование конвектора: когда, где и как
Конвекторы обычно устанавливаются по периметру комнат, чтобы блокировать нисходящие потоки, вызванные холодной внешней стеной, охлаждающей воздух рядом с ней, и противодействовать потерям при передаче. В большинстве случаев конвекторы монтируются на уровне пола вдоль наружной стены и под окнами, позволяя нагретому воздуху подниматься из верхней части агрегата и блокировать поток холодного «нисходящего» воздуха.
Конвекторы втягивают более холодный воздух из зоны пола, нагревают его, а затем выпускают к потолку, где он охлаждается, падая обратно на пол, чтобы завершить цикл. Этот эффект цикличности или вращения лучше всего работает с низкими и средними потолками высотой от 8 до 10 футов.
Для эффективного обогрева зданий с большими пространствами многоэтажных окон на каждом этаже можно установить вторую серию конвекторов, чтобы предотвратить каскадный эффект нисходящего потока. В то время как поднимающийся нагретый воздух блокирует нисходящий поток, он также создает завесу из теплого воздуха, которая действует как буфер, предотвращая потерю тепла из помещения в холодную стену.
Для зданий с хорошей теплоизоляцией и небольшим количеством остекления может быть достаточно использования более компактных конвекторов. Эти обогреватели будут устанавливаться только под окном, что позволит установить меньше обогревателей и снизить начальную стоимость. Эти блоки, однако, по-прежнему будут обеспечивать двойную функцию противодействия нисходящему потоку и эффекту передачи.
Теплое место работы
Коммерческие здания охватывают весь спектр - от больниц и домов престарелых до школ, гостиниц и розничных магазинов. Чтобы приспособиться к самым разным условиям в этих помещениях, многие производители конвекторов предлагают различные стили и конфигурации, включая:
- Конвекторы с фронтальной и нижней подачей
- Встраиваемые шкафные конвекторы
- Подоконные конвекторы
- Архитектурные конвекторы с элементами дизайна, которые помогают им гармонировать с большинством внутренних пространств или дополнять их.
Как и в жилых помещениях, в коммерческих целях конвекторы следует устанавливать на внешней стене. В отдельных офисных помещениях или конференц-залах лучшим выбором будут прочные плинтусы, конвекторы с защитой от сквозняков или коммерческие конвекторы, расположенные на подоконнике. Декор комнаты, а также ее теплопотери определят, какой стиль лучше всего подходит для применения.
Большие открытые, рассчитанные на несколько человек офисы по периметру являются идеальным местом для установки мощных плинтусов, ветрозащитных барьеров или коммерческих конвекторов на подоконнике, а также архитектурных конвекторов, если площадь окна не достигает пола. Размещение конвектора по всей длине наружной стены исключает дискомфорт от эффекта холодной стены для людей, находящихся поблизости.
Использование конвекторов в вестибюлях аналогично использованию в больших офисах открытого типа, за исключением того, что необходимо уделять особое внимание тому факту, что люди больше перемещаются в вестибюлях. Аналогичным образом, в вестибюлях с многоэтажными окнами и атриумами количество нагретого воздуха, необходимое для блокирования нисходящего потока через это большое пространство окна и предотвращения образования влаги в верхней части окна, не может быть произведено конвекцией на уровне пола. только оборудование. В этих случаях конвекторы на подоконнике или пьедестале, установленные на уровне пола и работающие вместе с конвекторами, установленными примерно через каждые 10-15 футов над окном, будут обеспечивать достаточное количество нагретого воздуха.
Независимо от размера офиса или вестибюля, при наличии стекла от пола до потолка следует рассмотреть возможность использования постаментных конвекторов.
Уютный дом
Поскольку конвекторы не имеют движущихся частей и используют естественный поток воздуха, а не принудительный, они идеально подходят для тихих жилых помещений. Сюда входят спальни и домашние офисы, где конвекторы можно установить вдоль внешних стен под окнами, чтобы обеспечить тихое и мягкое тепло.
Однако при установке конвектора разработчики и инженеры должны обеспечить достаточное пространство на стене для размещения мебели и драпировки, а также принять во внимание расположение электрических розеток, чтобы избежать опасностей. Конвекторы с электронными жидкостными элементами имеют более низкую температуру поверхности, чем стандартные конвекторы, что делает их безопасным выбором для детской или детской спальни.
В подвальных помещениях стандартные конвекторы следует устанавливать вдоль надземных стен, чтобы исключить холодный нисходящий поток, а также под окнами по другим стенам. Подвалы с внутренними перегородками должны иметь обогреватель и термостат в каждой зоне. В больших открытых подвалах несколько небольших обогревателей обеспечат лучшее распределение нагретого воздуха, чем один большой обогреватель. Если помещение используется лишь изредка, лучшим выбором могут стать переносные плинтусы. Дополнительным преимуществом обогрева подвала является обогрев пола в помещениях выше, повышая уровень комфорта основного этажа.
In du strial, без хлопот
Заводы, склады, спортивные комплексы и аналогичные объекты нуждаются в обогревателях, которые могут выдерживать большие нагрузки, но при этом функционируют должным образом при минимальном техническом обслуживании.
Для уборных, столовых, малых и средних мастерских и сборочных площадок с низкими и средними потолками, наклонные верхние или шкафы усиленные конвекторы обеспечивают равномерный обогрев, но при этом сконструированы так, чтобы выдерживать нормальные ежедневные промышленные злоупотребления.
Наклонные конвекторы, устанавливаемые на наружных стенах, не позволяют использовать их в качестве полок или ступенек. Кабинетные конвекторы можно встраивать, когда пространство ограничено и стена, в которую встроен обогреватель, не является внешней стеной. В некоторых промышленных применениях существует вероятность присутствия опасных газов, и взрывозащищенные конвекторы могут лучше подходить для этих помещений.
Конвекционные обогреватели могут удовлетворить потребности в отоплении практически любого здания без ущерба для эстетики или эффективности. Решения для конвекции, которые легко настраиваются и изготавливаются на заказ, позволяют разработчикам и инженерам интегрировать обогреватели в свои конструкции без потери энергии или бюджета.
Рекомендации для жилых помещений
Поскольку конвекторы не имеют движущихся частей и используют естественный воздушный поток, а не принудительный, они идеально подходят для помещений, где шум движения воздуха, связанный с принудительным нагревом вентилятора, нежелателен. Сюда входят спальни и домашние офисы, где конвекторы можно установить вдоль внешних стен под окнами, чтобы обеспечить тихое и мягкое тепло.
Однако необходимо следить за тем, чтобы на стене оставалось достаточно места для размещения мебели и драпировки после установки конвектора. Кроме того, необходимо учитывать расположение электрических розеток.
Конвекторы с электронными жидкостными элементами имеют более низкую температуру поверхности, чем стандартные конвекторы, что делает их хорошим выбором для детской или детской спальни.
Для подвалов стандартные конвекторы следует устанавливать вдоль надземных стен, чтобы исключить холодный нисходящий поток, а также под окнами других стен.
Подвалы с внутренними перегородками должны иметь обогреватель и термостат в каждой зоне. В больших открытых подвалах несколько небольших обогревателей обеспечат лучшее распределение нагретого воздуха, чем один большой обогреватель. Если помещение используется лишь изредка, лучшим выбором могут стать переносные плинтусы. Дополнительным преимуществом обогрева подвала является обогрев пола в помещениях выше, повышая уровень комфорта основного этажа.
Рекомендации для коммерческих приложений
Коммерческие здания охватывают весь спектр: от больниц и домов престарелых до школ, гостиниц и магазинов. Чтобы приспособить эти помещения к самым разным условиям, многие производители конвекторов предлагают различные стили и конфигурации.
Среди них - конвекторы с передним и нижним входом, встраиваемые конвекторы для шкафов, конвекторы на подоконнике и архитектурные конвекторы, элементы дизайна которых помогают им гармонировать с большинством внутренних пространств или дополнять их.
Как и в жилых помещениях, в коммерческих помещениях конвективный обогреватель следует устанавливать на внешней стене. Внешний вид передних приточных конвекторов, установленных на уровне пола, необходимо сопоставить со способностью чистящего оборудования проникать под нижние приточные конвекторы, установленные на несколько дюймов над полом, с меньшим повреждением обогревателя. Решением могут служить встраиваемые шкафы или коммерческие конвекторы, устанавливаемые на пороге.
В отдельных офисных помещениях или конференц-залах лучшим выбором будут прочные плинтусы, конвекторы с защитой от сквозняков или коммерческие конвекторы, расположенные на подоконнике. Чтобы определить, какой стиль лучше всего подходит для данной области применения, следует использовать декор комнаты, а также ее потери тепла. Если присутствует стекло от пола до потолка, следует рассмотреть возможность использования конвекторов на пьедестале.
Большие открытые офисы по периметру, рассчитанные на несколько человек, идеально подходят для установки мощных плинтусов, ветрозащитных барьеров или коммерческих конвекторов на подоконнике, а также архитектурных конвекторов, если площадь окна не достигает пола. Размещение конвектора по всей длине наружной стены исключает дискомфорт от эффекта холодной стены для людей, находящихся поблизости. Как и в случае с отдельными офисами, при наличии остекления от пола до потолка следует рассмотреть возможность использования напольных конвекторов.
Использование конвекторов в вестибюлях будет таким же, как и в больших открытых офисах, указанных выше, за исключением того, что необходимо уделить особое внимание тому факту, что люди склонны больше перемещаться в вестибюлях. Знание ожидаемых схем движения важно при размещении обогревателя, особенно в конце проходов на пьедестале, если присутствует стекло от пола до потолка и рассматриваются конвекторы на пьедестале. Вестибюли с многоэтажными окнами и атриумы представляют собой уникальное применение конвективных обогревателей.
Количество нагретого воздуха, необходимое для блокирования нисходящего потока через это большое пространство окна и предотвращения образования влаги в верхней части окна, не может быть произведено одним только конвекционным оборудованием на уровне пола. В этих случаях конвекторы на подоконнике или пьедестале, установленные на уровне пола и работающие вместе с конвекторами, установленными примерно через каждые 10-15 футов (3–4,5 м) над окном, будут обеспечивать достаточное количество нагретого воздуха.
Архитектурные конвекторы имеют в нижней части корпуса прорези для забора воздуха, а не большие отверстия в большинстве коммерческих конвекционных устройств. Эти прорези выглядят законченными, если смотреть с уровня пола. Встраиваемые или устанавливаемые на поверхность шкафные конвекторы и наклонные конвекторы хорошо подходят для использования в коридорах, кафетериях и туалетах из-за их прочной конструкции. Монтаж в нишу также важен в тех областях, где пространство ограничено.
Соображения для промышленного применения
Заводы, склады, спортивные комплексы и аналогичные объекты нуждаются в обогревателях, которые могут выдерживать большие нагрузки, но при этом функционируют должным образом, не требуя особого обслуживания.
Для уборных, столовых, малых и средних мастерских и сборочных площадок с низкими и средними потолками, наклонные верхние или шкафы усиленные конвекторы обеспечивают равномерный обогрев, но при этом сконструированы так, чтобы выдерживать нормальные ежедневные промышленные злоупотребления.
Наклонные конвекторы, устанавливаемые на наружных стенах, не позволяют использовать их в качестве полок или ступенек. Шкафные конвекторы можно встраивать в тех случаях, когда пространство ограничено и стена, в которую встроен обогреватель, не является внешней стеной.
В некоторых промышленных применениях существует вероятность присутствия опасных газов. Для этих целей лучше подходят взрывозащищенные конвекторы.
Рекомендации по термостату и управлению
В дополнение к определению подходящего типа конвектора для использования в приложениях, инженеры и подрядчики также должны учитывать тип используемого термостата.Термостаты бывают встроенными или выносными.
Встроенные термостаты устанавливаются на нагреватель на заводе или на месте и не требуют внешней проводки управления, что снижает затраты на установку. Однако, поскольку встроенные термостаты установлены на обогревателях, установленных на уровне пола или около него, их лучше всего использовать в помещениях, которые обычно не заняты или не требуют тщательного контроля температуры.
Выносные термостаты могут быть расположены в обогреваемой зоне, что потребует дополнительных затрат на прокладку проводов между обогревателем и термостатом.
Их расположение в предназначенном для обогрева пространстве делает их наиболее подходящими для областей, где требуется более высокая точность управления или которые обычно заняты.
Не размещайте термостаты на внешних стенах, в прямом выпуске обогревателя, над любыми устройствами, вырабатывающими тепло (кофейные станции, копировальные машины или оборудование, или слишком далеко от обогревателя.
Рекомендации по контролю
Конвекторами можно управлять индивидуально с помощью встроенного термостата, группами с помощью системы автоматизации здания или любым количеством опций между ними. При определении системы управления учитывайте требуемую степень точности, а также параметры проектируемого пространства. Цепи управления конвектором имеют низкое напряжение (24 В переменного тока) или напряжение сети (обычно напряжение питания нагревателя).
Общее практическое правило заключается в том, что электронные термостаты или термостаты с ртутной лампой на 24 В переменного тока более точны, чем стандартные биметаллические регуляторы напряжения. Лучше всего расположить в центре отапливаемого помещения, но помните о расстоянии между нагревателями и термостатом. Если термостат расположен слишком далеко от обогревателей или в одном конце длинной узкой комнаты, это приведет к появлению чрезмерно нагретых карманов в пределах проектного пространства.
Выключатель
Основное назначение выключателя - полное отключение обогревателя и обеспечение дополнительного уровня безопасности от поражения электрическим током и опасности травм для персонала, работающего с обогревателем.
Выключатель размыкает (отключает) источники электропитания агрегата. Выключатель (и) может быть расположен на обогревателе или в удаленном месте.
Примечание. На нагреватель может подаваться более одного источника электроэнергии (т. Е. Отдельная цепь управления), поэтому может потребоваться установить более одного переключателя, чтобы полностью отключить нагреватель от всей электроэнергии.
Реле мощности
Силовые реле используются для управления электрическими нагрузками, которые могут превышать номинал термостата. Нагреватели с напряжением питания более 277 В переменного тока, нагреватели с номинальной силой тока, превышающей номинальную мощность термостата, или нагреватели, где требуется контроль низкого напряжения, используют силовые реле для управления питающей мощностью нагревателя.
В большинстве случаев силовые реле, используемые в конвективных нагревателях, представляют собой однополюсные одноходовые устройства с контактами, рассчитанными на 600 В переменного тока, и удерживающей катушкой на напряжение от 24 до 277 В переменного тока.
Удерживающая катушка обычно управляется термостатом, системой автоматизации здания или другим устройством управления.
Трансформаторное реле
больше, чем номинал термостата. Но обычно они используются, когда требуется бесшумная работа и низковольтное управление.
Эти реле представляют собой комбинацию реле тока и питания 24-вольтового трансформатора. Между замыканием термостата и замыканием контакта реле есть временная задержка примерно от 45 до 60 секунд.
Преимущество трансформаторных реле в их бесшумной работе и в том, что требуется только одно устройство. Однако есть два заметных недостатка.
Во-первых, один термостат может управлять более чем одним реле, но поскольку каждое из них приводится в действие предыдущим реле, временные задержки складываются от реле к реле. Во-вторых, из-за малой мощности трансформатора в ВА расстояние между номиналом трансформатора и термостатом ограничено (максимальное рекомендуемое расстояние = 25 футов, 7,6 м).
Трансформаторные реле нельзя использовать на трехфазных нагревателях.
Бесконечное управление (SCR)
Когда термостаты или комбинации термостатов (силовых или трансформаторных) используются для управления конвекторами, температура в помещении поддерживается за счет циклического включения нагревательного элемента до тех пор, пока термостат не сработает, а затем полного выключения до тех пор, пока термостат снова не потребует тепла. Это приводит к некоторому перегреву.
Для более точного управления конвекторы могут использовать тиристоры (в основном электронные переключатели) для поддержания температуры помещения путем регулирования элемента от нуля до ста процентов. Этот метод позволяет обогревателю подавать только количество тепла, необходимое для поддержания температуры в помещении, выбранной на термостате. SCR выделяют изрядное количество тепла и поэтому устанавливаются на радиаторах. Из-за размеров радиаторов они поставляются только в управляющих секциях подоконника, пьедестала и архитектурных конвекторов.
Для управления тиристорами, поставляемыми с этими нагревателями, обычно используется специальный электронный термостат (выносной / встроенный). Если для управления температурой помещения используется стандартный модулирующий контроллер, доступен интерфейс.
Системы контроля
Система управления в самой простой форме может содержать только одно устройство, такое как термостат, выключатель, силовое реле или реле трансформатора.
Однако большинство систем управления более сложны, потому что часто необходимо объединить несколько элементов управления в систему для поддержания уровня комфорта области проектирования.
Многоуровневые системы управления могут применяться к любому конвективному обогревателю, но обычно используются только с подоконником, пьедесталом и архитектурными конвекторами.
Проектирование системы управления начинается с желаемых результатов и работает в обратном направлении к необходимым компонентам, и в большинстве случаев будет несколько комбинаций элементов управления, которые дадут одинаковые результаты.