Принцип работы кварцевого обогревателя: устройство и особенности нагрева

Кварцевыми называют обогреватели с разным устройством. В одних моделях нагревательный элемент находится внутри массивной плиты на основе кварцевого песка, в других кварц используется в конструкции инфракрасного излучателя. Отсюда и разница в характере нагрева.

Разберемся, как работает кварцевый обогреватель, зачем в его конструкции нужен кварц и почему монолитную панель не стоит путать с кварцевой инфракрасной моделью.

Какие бывают кварцевые обогреватели

Под одним названием фактически скрываются два типа приборов. В монолитных моделях кварц входит в состав массивной нагреваемой плиты, а в инфракрасных используется кварцевая трубка с нагревательным элементом.

Монолитные кварцевые обогреватели

Основу прибора составляет массивная плита из смеси с кварцевым песком. Внутри нее находится электрический нагревательный элемент. Сначала он разогревает монолит, после чего поверхность панели начинает передавать тепло в помещение.

Массивная плита прогревается постепенно и так же постепенно остывает. Это одна из главных особенностей такой конструкции.

Инфракрасные кварцевые обогреватели

Здесь кварц используется иначе. Нагревательный элемент находится внутри кварцевой трубки, способной работать при высокой температуре и пропускать тепловое излучение.

После включения такой прибор быстро выходит на рабочий режим и передает значительную часть энергии поверхностям и предметам, находящимся в зоне излучения. Выраженного эффекта накопления тепла, характерного для тяжелой монолитной плиты, здесь нет.

Поэтому при оценке характеристик сначала стоит выяснить, какой именно прибор производитель называет кварцевым.

в полном размере

Как устроен монолитный кварцевый обогреватель

Основная часть монолитного обогревателя — массивная плита, изготовленная из состава с кварцевым песком и связующими компонентами. Внутри нее размещен электрический нагревательный элемент.

При прохождении тока он нагревается и передает энергию окружающему его материалу. Постепенно повышается температура всего монолита, а затем и его наружной поверхности. Нагревательный элемент при этом закрыт внутри плиты и не контактирует непосредственно с окружающей средой.

Конструкция сравнительно проста: для распределения тепла не нужен вентилятор и другие элементы принудительного обдува. Зато сама плита получается довольно тяжелой, что необходимо учитывать при настенном монтаже.

Для поддержания определенной температуры используется терморегулятор. В зависимости от конкретной модели он может быть встроенным или внешним.

в полном размере

Принцип работы кварцевого обогревателя

Для монолитной панели процесс выглядит так:

электроэнергия → нагревательный элемент → кварцевая плита → помещение

После включения нагревательный элемент повышает температуру монолита. Когда поверхность становится достаточно теплой, энергия начинает передаваться в комнату одновременно двумя способами.

Тепловое излучение

Нагретая панель испускает тепловое излучение, которое поглощают стены, пол, мебель и другие поверхности. Именно поэтому находящийся рядом с работающим прибором человек может ощущать тепло не только за счет повышения температуры воздуха.

Естественная конвекция

Воздух около поверхности панели также нагревается. Его плотность уменьшается, теплый воздух поднимается, а его место занимает более холодный. Так возникает естественная циркуляция без вентилятора.

Соотношение этих двух механизмов зависит от конструкции и температуры поверхности конкретной модели. Монолитную кварцевую панель поэтому некорректно относить исключительно к инфракрасным или исключительно к конвекционным приборам.

Как работает инфракрасный кварцевый обогреватель

В кварцевой ИК-модели нет массивной плиты, которую сначала нужно прогреть. Нагревательный элемент быстро достигает высокой температуры, а значительная часть энергии передается непосредственно в виде теплового излучения.

Такое излучение поглощают пол, стены, мебель и другие поверхности. Воздух получает тепло уже в том числе от нагретых предметов.

Разница хорошо заметна на практике. Если включить инфракрасную модель, тепло в зоне ее действия можно почувствовать довольно быстро. Но это еще не означает, что столь же быстро повысится температура воздуха во всей комнате: нагрев имеет направленный характер.

в полном размере

Почему кварцевый обогреватель долго остается теплым

Это свойство относится прежде всего к монолитным панелям и объясняется большой теплоемкостью плиты. Во время работы она накапливает тепловую энергию, а после отключения не может отдать ее мгновенно.

В результате поверхность некоторое время остается теплой. Чем массивнее монолит и выше его теплоемкость, тем заметнее такая инерционность.

Есть и обратная сторона: холодной панели сначала требуется прогреться. Поэтому монолитная модель не лучший пример прибора для ситуации, когда нужно включить отопление и практически сразу почувствовать интенсивное тепло.

Важно и другое. Продолжительное остывание не создает бесплатной энергии. После отключения панель возвращает то тепло, которое до этого получила от электросети.

Как быстро кварцевый обогреватель нагревает помещение

У монолитной панели есть два разных временных показателя: скорость нагрева самого прибора и скорость повышения температуры в комнате. Смешивать их не стоит.

Сначала рабочую температуру набирает плита. Но даже после ее прогрева скорость отопления помещения будет зависеть от мощности прибора и того, сколько тепла комната постоянно теряет через окна, стены, двери и вентиляцию.

У кварцевых инфракрасных моделей ситуация другая. Направленное тепло ощущается вскоре после включения, особенно если человек или предмет находится непосредственно перед излучателем. Для локального обогрева это удобно, но быстрый локальный эффект не равен быстрому прогреву всего объема воздуха.

От чего зависит эффективность обогрева

О высокой температуре поверхности иногда судят как о признаке высокой эффективности обогревателя, хотя сама по себе она мало о чем говорит. Важно, достаточно ли тепловой мощности для конкретного помещения и насколько рационально прибором управляют.

На результат влияют:

• мощность — ее должно хватать для компенсации теплопотерь;
• размер помещения — значение имеет не только площадь, но и высота потолков;
• утепление — окна, наружные стены, двери и вентиляция заметно влияют на потребность в тепле;
• температурные условия — чем холоднее снаружи и чем выше желаемая температура внутри, тем больше требуется тепла;
• место установки — окружающие предметы не должны мешать нормальной теплоотдаче;
• терморегулятор — автоматическое управление позволяет поддерживать температуру без постоянной работы нагревателя;
• сценарий эксплуатации — требования к основному отоплению и периодическому локальному обогреву различаются.

Поэтому две одинаковые по мощности панели в разных домах могут давать совершенно разный результат.

в полном размере

Сколько электроэнергии потребляет кварцевый обогреватель

Здесь кварцевый прибор подчиняется тем же правилам, что и любой другой электрический нагреватель. Расход определяется мощностью и временем, в течение которого прибор фактически потребляет электричество:

мощность, кВт × время активной работы, ч = расход электроэнергии, кВт·ч

Например, панель мощностью 0,5 кВт при непрерывной работе в течение пяти часов потребит:

0,5 × 5 = 2,5 кВт·ч

В таблице приведен расход при непрерывном потреблении номинальной мощности. В реальной эксплуатации терморегулятор может периодически отключать нагрев после достижения заданной температуры, поэтому время включения прибора в розетку и время активного потребления полной мощности — не одно и то же.

Экономичен ли кварцевый обогреватель

Сам по себе кварц не снижает количество энергии, необходимое для отопления комнаты. Тепловая инерция лишь меняет характер ее отдачи: плита получает тепло во время нагрева, запасает часть энергии в своей массе и затем постепенно отдает ее.

Реальное потребление определяется теплопотерями помещения, заданной температурой, мощностью и алгоритмом управления. Терморегулятор в этом отношении полезнее самой способности плиты долго оставаться теплой: он ограничивает периоды активного нагрева, когда требуемая температура уже достигнута.

Поэтому корректнее сравнивать разные обогреватели по фактическому расходу в одинаковых условиях, а не по продолжительности их остывания.

Кварцевый обогреватель или конвектор — в чем разница

Оба прибора превращают электрическую энергию в тепло, но делают это с разным характером теплоотдачи. Кварцевая панель сначала прогревает массивный монолит, тогда как классический конвектор рассчитан прежде всего на нагрев проходящего через корпус воздуха.

Выбор между ними скорее связан со сценарием использования, чем с принципиальным преимуществом одного способа нагрева. Если важна быстрая реакция системы на изменение температуры, удобнее может оказаться конвектор. Если нужен инерционный источник тепла без вентилятора, интерес представляет монолитная панель.

Кварцевый и инфракрасный обогреватель — это одно и то же?

Не всегда. «Кварцевый» описывает использование кварца в конструкции, тогда как «инфракрасный» относится к способу передачи тепла.

Отдельный класс составляют кварцевые инфракрасные модели с высокотемпературным излучателем. Монолитная панель тоже передает часть энергии посредством теплового излучения, однако одновременно нагревает окружающий воздух за счет естественной конвекции.

Именно поэтому по одному слову «кварцевый» в названии нельзя определить, как будет вести себя прибор после включения.

в полном размере

Плюсы и минусы кварцевых обогревателей

Свойства двух разновидностей заметно отличаются, поэтому универсального набора преимуществ для всех кварцевых моделей нет.

Особенности конкретной модели важнее общего названия технологии. Перед покупкой стоит проверить мощность, способ установки, наличие терморегулятора и допустимые режимы эксплуатации.

в полном размере

Где лучше устанавливать кварцевый обогреватель

Монолитной панели необходима надежная опора и свободное пространство для нормальной теплоотдачи. Для инфракрасной модели дополнительно важно направление излучения.

Настенная установка

Массивная кварцевая панель создает заметную нагрузку на крепления, поэтому способ монтажа выбирают с учетом ее веса и материала стены. Мебель, плотные шторы и другие предметы не должны препятствовать теплоотдаче.

Универсального расстояния от панели до пола или окружающих предметов нет. Необходимые отступы определяются конструкцией конкретной модели и указываются производителем.

Напольная установка

Если производитель допускает установку на опоры, прибор можно использовать как напольный. Он должен устойчиво стоять на ровном основании, а окружающие предметы не должны находиться опасно близко к нагретой поверхности.

Для инфракрасной модели следует учитывать еще и направление излучения. Если непосредственно перед ней поставить крупную мебель, часть зоны обогрева окажется перекрыта.

Как безопасно пользоваться кварцевым обогревателем

Температура рабочей поверхности зависит от конструкции, поэтому главным ориентиром остается инструкция конкретной модели. Особенно это важно для приборов, которые планируется использовать длительное время.

При эксплуатации необходимо:

• подключать прибор к исправной розетке и следить за состоянием кабеля;
• не накрывать работающий обогреватель одеждой и другими предметами;
• соблюдать предусмотренные производителем расстояния до мебели, штор и горючих материалов;
• исключить случайный контакт с сильно нагретыми поверхностями;
• надежно закреплять тяжелые настенные панели;
• учитывать допустимые производителем условия эксплуатации во влажных помещениях.

Терморегулятор и защита от перегрева повышают удобство и безопасность эксплуатации, но не заменяют соблюдение требований производителя.

в полном размере

Кварцевые обогреватели в вопросах и ответах

Итог

Название «кварцевый обогреватель» объединяет приборы с разным принципом действия. Монолитная панель сначала накапливает тепло в массивной плите, а затем постепенно передает его помещению посредством излучения и естественной конвекции. Кварцевая инфракрасная модель работает иначе и быстрее создает направленный тепловой эффект.

Поэтому при выборе полезнее смотреть не на само слово «кварцевый», а на конструкцию прибора, мощность, способ управления и предполагаемый сценарий использования. Именно эти характеристики определяют, насколько хорошо обогреватель подойдет для конкретного помещения.