取暖器(用于取暖的设备)
取暖器是指用于取暖的设备。取暖器有多种,最常见的电取暖器是以电为能源进行加热供暖的取暖设备,也可叫做电采暖器。
中文名取暖器
Heating device
室内加热器
加热取暖
家用电器
1、电取暖器的种类有哪些?(主要是发热材料分类)
电热毯、石英管电暖器、暖风机、空调、电油汀
2、电取暖器的传热方式有哪些?(主要是传导、辐射等)
电热毯----直接接触传导;石英管电暖器----热辐射;暖风机----暖风对流;空调----暖风对流;电油汀----缓慢的空气对流
3、各类电暖器的优缺点是什么?(质量、寿命、人体危害性等)
电热毯----质量不稳定、使用寿命一般、容易火灾、人体使用久了很干燥;石英管电暖器----质量不很稳定、使用寿命一般、升温缓慢、人体使用久了很干燥(但可以采取覆盖湿毛巾在上支架上等办法缓解);暖风机----质量不很稳定、使用寿命一般、升温很快、人体使用久了很干燥;空调----质量较稳定(但价格较高)、使用寿命一般、升温很快、人体使用久了很干燥。
取暖的同时采取加湿器加湿是很好的办法。
电热油汀取暖器又叫充油取暖器,是近年来流行的一种安全可靠的空间加热器,它主要由密封式电热元件、金属加热管、铁散热片、控温元件、电源开关、指示灯等组成。这种取暖器是将电热管安装在散热片的腔体内部,在腔体内电热管周围注有导热油。当接通电源后,电热管周围的导热油被加热、升到腔体上部,沿散热管或散热片对流循环,通过腔体壁表面将热量辐射出去,从而加热空间环境。被空气冷却的导热油下降到电热管周围又被加热,开始新的循环。这种取暖器一般都装有双金属温控元件,当油温达到调定温度时,温控元件会自行断开电源。
电暖器类型
电暖器是一种将电能转换成热能的装置,属于季节性家用电器。由于发热原理、散热途径、导热媒质及适用范围的不同,电暖器通常分为以下几个类型:
电热汀取暖器
又叫充油式电暖器。这种电暖器体内充有新型导热油,当接通电源后,电热管周围的导热油被加热,然后沿着热管或散片将热量散发出去。当油温达到85℃时,其温控元件即自行断电。这种电暖器导热油无需更换,使用寿命长,售价一般在400~500元之间。适合在客厅、卧室、过道及有老人和孩子的家庭使用,具有安全、卫生、无尘、无味的优点。缺点是散热慢、耗电多。油汀散热片有7片、9片、10片、12片等,可通过选择散热片的多少来调功率的大小,使用功率在1200瓦左右。
PTC暖风机
PTC是一种陶瓷电热元件的简称。它利用风机鼓动空气流经PTC电热元件强迫对流,以此为主要热交换方式。其内部装有限温器,当风口被风机堵塞时,可自行断电。有的还装有倾倒开关,当暖风机倾倒时也能自行切断电源。其输出功率在800-1200瓦,可随意调温,工作时送风柔和,升温快,具有自动恒温功能,PTC元件一般都具有防水功能,所以适合在浴室使用,售价在300~500元之间,是目前理想的便携式家用电暖器。
对流式电暖器
这种电暖器罩壳上为出气口,下方为进气口,通电后电热管周围的空气被加热上升,从出气口流出,而周围的冷空气从进气口进入补充。如此反复循环,使室内温度得以提高。当进、出口被堵塞或环境温度过高时,温控元件会自动切断电热管电源。这种电暖器使用功率在800瓦左右,还可通过增减电热管的接通数量来调节功率。该电暖器的安全性能较高,运行宁静,缺点是升温缓慢。
电热膜电暖器
采用全透明高温电热膜为发热材料,在工艺上处于世界先进水平。采用热风道结构,传热方式为强化对流,热启动速度快,出风温度3分钟内可达100℃以上,但断电后则迅速冷却。由于电热膜加热时是自身无氧化,使用寿命可在10万小时,同时具有体积小,造型美观等特点,属于电暖器一族的换代产品。虹吸管热管暖风机这是今年新出现的一种电暖器,它采用“两相闭式热虹吸管”为热源,升温快,热效率高。工作时不发光、无明火、不怕水淋和水蒸汽腐蚀,适合普通房间和浴室使用,售价400元左右。
高温超发热霸
靠加热超导热油产生热量,利用风机传递热量,适合在会客室、浴室使用,售价较高。现在市场上的电取暖器品种比较多,从基本发热原理上可分为五类,即:电热丝发热体、石英管发热体、陶瓷发热体、卤素管发热体、导热油发热体和碳素纤维发热体。由于现在电取暖器的制造技术已经成熟,而且针对消费者便捷、时尚、美观的需求,样式也是层出不穷。虽然外观近似,但发热原理却大相径庭,所以仅从外观上还是很难分辨出取暖器的类别。我们经过多方面了解与查证,以发热原理分类为主线向读者们做些介绍。
电热丝发热体
以电热丝发热体为发热材料的取暖器主要是市场上见较多和较传统的暖风机。它的发热体为电热丝,利用风扇将电热丝产生的热量吹出去。再有就是现在市场上的新产品:酷似电扇外型,由电热丝缠绕在陶瓷绝缘座上发热,利用反射面将热能扩散到房间。这种取暖器同电扇一样,可以自动旋转角度,向整个房间供暖,适合在8平米以下的小房间使用。新款产品还具有超声波加湿、释放携氧负离子、宽频谱等功能。缺点是停机后温度下降快,供范围小,且消耗氧气,长期使用电热丝容易发生断裂。由于电热丝本身成本较便宜,所以出现丝体断裂的情况,维修方面不会负担过重。一般消耗功率在800~1000W左右。
石英管发热体
该类产品主要由密封式电热元件、抛物面或圆弧面反射板、防护条、功率调节开关等组成。它是由石英辐射管为电热元件,利用远红外线加热节能技术,使远红外辐射元件发出的远红外线被物体吸收,直接变为热能而达到取暖目的,同时远红外线又可对人体产生理疗作用。该取暖器装有2~4支石英管,利用功率开关使其部分或全部石英管投入工作。石英管由电热丝及石英玻璃管组成。石英管取暖器的特点是升温快,但供热范围小,易产生明火,且消耗氧气,虽然既往因价格较低销售不错,但已明显呈下降趋势。
卤素管发热体
卤素管是一种密封式的发光发热管,内充卤族元素惰性气体,中间有钨丝分白、黑两种(由于白钨丝造价要比黑钨丝高的多,所以市场上没有普及)。卤素管具有热效率高、加热不氧化、使用寿命长等优点,而且有些机型还附加有定时、旋转、加湿等功能。卤素管取暖器是靠发光散热的,一般采用2~3根卤素管为发热源,消耗功率在900~1200W左右,较适用于面积为12平方米左右的房间。现在一些比较先进的产品具跌倒自动断电、自动摇头等功能,设计简单实用。
金属管发热器
此类产品外型同前面提到的电热丝取暖器一样,酷似电扇。采用金属管发热,利用反射面将热能扩散到房间。具有防跌倒开关、自动摇头、手动调节俯抑角度,取暖范围大,而且表面防护罩对人体不会造成烫伤。采用这种设计避免了电热丝取暖器的电热丝容易断裂和卤素管电暖器中卤素管易损耗的弊病,但同电热丝取暖器一样,缺点是停机后温度下降快,须持续工作。功率在800~1000W左右。
此类产品是采用碳素纤维为发热基本材料制成的管状发热体,利用反射面散热。整体成立式直桶型和长方型落地式:直通式一般采用单管发热,机身可自动旋转,为整个房间供暖。打开电源后升温速度奇快,在1~2秒时机体已经感到烫手,5秒钟表面温度可达300-700度,功率在600~1200W可调节。长方型落地式采用双管发热,可以落地或壁挂使用,功率相对较大,在1800~2000W左右。除了供暖功能外,该类产品还能起到保健理疗的功效。当发热体加热时能够产生765.9W/M的红外线辐射,相当于一部频谱理疗仪。
以上所介绍五种发热原理的取暖器外观都极为近似,内部结构略有不同,使用方法上都基本相同。从工作表现上看,卤素管取暖器采用发光散热,所以当开启开关后,在2秒左右,距离机体10厘米处就能感觉到温度猛增,升温十分迅速。碳素纤维发热取暖器同卤素管取暖器近似,升温速度极快,瞬间可感觉到热量。而且还具有保健理疗的功效。电热丝电暖器、石英管取暖器和金属管发热取暖器相对来说升温速度要稍慢一些,由于它们都同样需要电热转换成热能,当发热介质产生足够的高温后,再由反射板将热量扩散。当开启开关后,在6~10秒左右,距离机体10厘米处就能感觉到热浪袭来,升温也比较迅速。从使用效果来看,体积小巧、重量轻、移动方便、升温迅速是这几款取暖器的显著特点;但是都有着共同的缺点,就是方向性非常强,在所照射的方向热量传播到位,一旦离开照射角度,温度下降快,而且热能的穿透力差,几乎在机体与人体之间隔一张纸,就感受不到温度的变化。总体来说,这几款产品主要针对6~10平米面积较小的居室,为达到室内升温的目的需要长时间开启。
陶瓷发热体
陶瓷发热体元件是将电热体与陶瓷经过高温烧结,固着在一起制成的一种发热元件,能根据本体温度的高低调节电阻大小,从而能将温度恒定在设定值,不会过热,具有节能、安全、寿命长等特点。这种取暖器在工作时不发光,无明火、无氧耗、送风柔和、具有自动恒温功能。PTC陶瓷取暖器输出功率在800-1250瓦,可以随意调节温度,工作时无光耗,有自动开关装置,高效节能,省电安全。目前PTC陶瓷取暖器用途大部分在家庭中的浴室暖风机和一些小卧室供暖。目前雨季家考虑到冬季北方居室内空气比较干燥的特点,将卧室中供暖的一部分PTC陶瓷类取暖器与加湿器的功能结合在一起,推出加湿型取暖器,温暖的热风伴随着湿润的空气一起吹出,让人感到非常的舒适,而且几乎没有任何的噪音。现在随着消费者不断提高的需求市场上衍生出了新颖的产品-壁炉式取暖器-模拟火焰、陶瓷供热、产生暖风,营造出温馨的欧美风情(功率可达1800W)。新出品的一款PTC陶瓷取暖器外观和普通油汀式取暖器形似,但采用搪瓷散热片。特点是散热体,外形较薄,有防护外罩,使用安全。现在居室内使用的一些比较先进的产品具有红外线遥控,定时关机,跌倒自动断电和加温等功能,可算是功能完备。
导热油发热器
此类产品就是市面最常见的油汀式取暖器。电热油汀取暖器又叫“充油取暖器”,是近年来流行的一种安全可靠的空间加热器,它主要由密封式电热元件、金属散热管或散热片、控温元件、指示灯等组成。这种取暖器的腔体内充有YD型系列新型导热油。它的结构是将电热管安装在带有许多散热片的腔体下面,在腔体内电热管周围注有导热油。当接通电源后,电热管周围的导热油被加热、升到腔体上部,沿散热管或散热片对流循环,通过腔体壁表面将热量辐射出去,从而加热空间环境,达到取暖的目的。然后,被空气冷却的导热油下降到电热管周围又被加热,开始新的循环。这种取暖器一般都装有双金属温控元件,当油温达到调定温度时,温控元件自行断开电源。电热油汀取暖器的表面温度较低,一般不超过85℃,即使触及人体也不会造成灼伤。现在市场上的主流产品包括:普通散热片型-散热片有7片、9片、11片、13片等,使用功率在1200~2000瓦左右。具有安全、卫生、无烟、无尘、无味的特点,适用于人易触及取暖器的场所,如客厅、卧室、过道等处,更适合有老人和孩子的家庭使用。产品密封性和绝缘性均较好,也不易损坏,使用寿命在5年以上。缺点是热惯性大,升温缓慢,焊点过多,长期使用有可能出现焊点漏油的质量问题。
薄散热片型-散热片较薄,升温速度快,但当断电后机体温度下降较快。
薄板型-整体成薄板式设计,机体采用一次焊接技术-滚焊,一体成型,不会漏油,使用寿命更长,升温迅速。内部导热油容量大,金属材质少,相对较普通页片式更重一些。
平板式-整体采用板式设计,接触空气面积大,厚度极小,节省空间。其中几款产品在电源开关上都作了防水处理,具有防水功能,也可在浴室中使用。在功能上某些先进产品增添了自动设定温度、晾衣架等功能,使产品更加完善,使用更方便。
其它
金属发热体铝片散热
此类产品也是近年来新推出的发热形式,采用黑管(以铜管为基本材料)取代导热油为发热体,铝片为基本散热装置,升温度速度快,导热快,利用热空气上升,冷空气下降的基本原理形成空气对流,通电1分秒内可产生热量。由于没有空气外的其它介质参与工作,所以无噪音,而且重量轻,体积较薄,适合立式、壁挂、嵌入等方式安装。具有防水设计,可居浴两用。功率在1800~2000W。
蓄热式电暖器
蓄热式取暖器是利用夜间(23时至次日7时)电网低谷时段的低价(目前北京每度电仅2角钱)电能,在6-8小时内完成电、热能量转换并贮存,在电网高峰时段,以辐射、对流的方式将贮存的热量释放出来,实现全天24小时室内供暖。也就是说,每天只用通电6-8小时,就能实现全天24小时取暖,达到了节省取暖费用的目的。
蓄热式取暖器的工作原理是:用耐高温的电发热元件通电发热,加热特制的蓄热材料——高比热容、高比重的磁性蓄热砖,再用耐高温、低导热的保温材料将贮存的热量保存住,按照取暖人的意愿调节释放速度,慢慢地将贮存的热量释放出来。贮存热量的多少可根据室外温度的高低人为加以调节。钢制喷塑的外壳则对整个设备起到保护和美化作用。
产品特点
植绒面罩防止烫伤
1.2档功率可调,热度随心而选
2.精确抛物面聚能技术,热效率提升50%
3.红远外加热升温迅速,3米超远距离送暖
4.采用优质发热组件,确保使用寿命
5.发热体优良的宽频谱特性,卓具保健理疗效果
6.整体采用双重防护设计,确保安全无忧
7.欧陆风格造型设计,品味卓然出众。
水暖取暖器
水暖取暖器是集中供暖的一种,用泵提供压力,把锅炉里热水送到各家各户,然后通过散热片热交换后,温度下降后的水有的回收,有的排入下水道。
目前市场上销售的暖气片主要有三种材质:铁制、铝制和钢制。
铁制暖气片承压低、体积大,已逐渐被高端用户市场淘汰。
钢制暖气片按款式分为板式和柱式,采用小区集中供暖的消费者要谨慎选用。
因为钢制暖气片遇氧容易发生氧化,对开放式锅炉及水中氧气的含量有严格要求,如果保养不好,容易被腐蚀而出现漏水问题。相比较而言,铝制暖气片的散热性能好,在同样面积的房间里,使用铝制暖气的片数就比钢制的要少。对分户独立供暖的用户来说,因为水压低,散热性能很关键,所以最好选择铝制的暖气片。其次,铝制暖气片的耐氧化、耐腐蚀性强,也非常适合小区集中供暖的用户使用。
另外,建议您最好选择高压铸铝模块组合式的暖气片。由于它具有模块组合的特点,在经过一个采暖季节后,如果发现室内温度不够,还可以在第二年加装一、两片,而不必像钢制暖气片那样把整组都换掉。
市场上所售的暖气片形状各异,应尽量选择直线型或S型的,而不要只顾外观漂亮,购买有死弯以及回形弯的,否则容易造成气滞,影响水循环,从而使散热效果变差。另外,暖气片的接口越少越好,这样能避免漏水并提高暖气片的安全性。在购买多片组合式的暖气片时,要注意检查接口处密封垫的质量,因为这是最容易漏水的地方。
对于面积小的房间,例如卫生间等,可以选择柱型暖气片,因其采用壁挂式,可节省室内空间,横柱上还可挂毛巾或烘烤小件衣物。对于面积较大的居室,则建议购买板式暖气片,它的内部增加了对流板,辐射加对流的散热方式,能在最短时间内达到最佳散热效果。
取暖器安全使用注意事项
取暖器的电源必须使用合格的、带地线的三孔插座,否则会有漏电的危险。由于取暖器功率较大,不宜与大功率的电器同时使用,否则容易损坏取暖器。此外,插座不能位于取暖器正上方,以防热量上升烧烫电源。当居室中无人时,一定要把取暖器电源拔掉。
使用取暖器必须使用各项技术指标符合标准带地线的三孔插座。绝不可自行换用没有地线的两孔插座,因为这样易产生静电,有时会有电手的感觉,较危险。另外,插座不要位于取暖器正上方,防止热量上升烧烫电源。第三,若有易使电流发生骤变且较为频繁的电器,如电焊机、冲击钻等与取暖器同时使用,则较易损坏取暖器,应引起注意,最好使用带有过流保护装置的插线板或选用稳压电源。
取暖器上不能覆盖物品。取暖器表面温度较高,一旦覆盖物品,热量不能及时散发,会造成烧机及引燃其它物品。
在安装与摆放位置上,取暖器应放在不易碰触的地方,远离可燃烧物,背面离墙应有20厘米左右。如果将电取暖器放置在浴室中供暖更要特别小心,以防止电源遇水引起的不良后果。最好将电源插座安在浴室外,而且取暖器的电线要有绝缘橡胶保护,并能保证与机体的连接处避免与水接触。
有的人喜欢紧靠着取暖器取暖,甚至还把手、脚放在散热片上,这样做是很容易被烫伤的。还有些人将取暖器直接对着身体吹,虽然一时暖和,但若长时间如此,也会灼伤皮肤。所以,在使用取暖器时不要太靠近取暖器,尤其不要让取暖器的出风口直接贴着身体某个部位加热。
干燥的冬季皮肤会渐渐失去表面油脂,保湿能力较差,若再在室内使用取暖器后,环境会更加干燥,导致皮肤缺水、皲裂、瘙痒。因此,在家里使用取暖器时,应想办法增加室内湿度,比如,在屋里养一些水栽植物、放几盆清水、经常拖地、使用加湿器等。
相关研究
经过对燃油取暖器的研究背景和燃油取暖器国内外研究现状的分析,文中设计研制了一种基于SME32单片机的智能燃油取暖器控制电路。燃油加热器的基本结构主要由供风系统,燃烧系统,排风系统和控制系统等部分组成。控制系统控制着包括油泵驱动、风机驱动、温度检测等在内的整个运行过程,是燃油取暖器的核心部分。所以,控制系统的设计对于燃油加热器的运行至关重要。通过分析燃油取暖器的工作原理、工作过程、性能要求和工作环境,文中给出了以STM32系列单片机为主要控制芯片的取暖器控制电路整体方案,包括硬件和软件两个部分,经过与供风、排风和燃烧室的结合,共同搭建了燃油取暖器设备。在控制电路的软件设计中,设计了功率、温度和时间三种控制模式,并引入增量式PID控制算法,用于控制风机的转速,以达到最佳取暖效果。最终测试表明,设备实现了按照多种模式运行的燃油取暖及自动调节自动关机等功能,随着环境温度的升高,加热速率稳定,且燃烧充分,热效率较高。[1]
参考资料1.基于STM32的燃油取暖器控制电路研制·中国知网