Особенности расчета нагревательных элементов электропечи
Одним из наиболее значимых элементов электропечи является ее нагреватель. Именно он напрямую влияет на мощность, рабочую температуру и общие функциональные характеристики оборудования. Абсолютно неважно, о каких типах приборов идет речь — трубчатых электропечах, шахтных или муфельных моделях. Для всех применимы базовые правила расчета.
Содержание
-
- Как определить мощность и силу тока печи
- Как рассчитать наименьшее сечение нагревательного элемента электропечи
- Как рассчитать длину проволоки нагревателя для создания спирали
- Как проверить правильность поверхностной мощности нагревательного элемента
Как определить мощность и силу тока печи
Начинается расчет печи с ее будущей мощности. Также определяется сила тока, которая будет проходить по телу нагревателя. Для этого можно использовать базовые эмпирические нормы соотношения размера камеры прибора к ее мощности.
Если объем насчитывает от 1 до 5 литров, желательно, чтобы мощность оборудования была в диапазоне от 300 до 500 Вт на литр. Когда камера планируется для промышленного использования, и ее объем достигает 100 литров и более, расчет муфельной печи должен учитывать примерно 50-60 Вт на каждый из них.
Детальная таблица рекомендуемых норм мощности для различных объемов камер
Провести нужные вычисления совсем несложно. Сам объем легко рассчитывается исходя из данных о высоте, ширине и глубине камеры, а потом умножается на нужный показатель. К примеру, печь на 5 литров и нагрузкой 300 Вт/л будет иметь общую мощность 1500 Вт.
Определить силу тока также достаточно просто. Базовое напряжение сети известно, и составляет 220 В.
После этого производится расчет печей, формула которого имеет следующий вид:
I=P/U
P – предварительно рассчитанная мощность, в нашем случае 1500 Вт.
U – напряжение сети.
Таким образом, имеем: 1500/220 = 6.8 А.
Как рассчитать наименьшее сечение нагревательного элемента электропечи
Расчет электрических печей должен обязательно проводиться с учетом особенностей самого нагревательного элемента. Ведь если через него пройдет сила тока, больше чем он может вынести – выход из строя неизбежен. Планируя конструкцию муфельной или шахтной электропечи, обязательно учитывайте будущий диаметр нагревателя.
Рассчитывать его можно, зная силу тока и предполагаемую рабочую температуру. Рекомендуемые нормы указаны на фото ниже.
Таблица определения параметров нагревателя электропечи. Узнаем нужный диаметр и сечение
Если в таблице отсутствует точное значение, которое совпадает с Вашим расчетом, это не критично. Когда наша сила тока будет равна 6.8 А, стоит брать за основу показатель 7.7, то есть, ближайший больший. Минимальный диаметр и сечение обеспечат бесперебойный и безопасный процесс обжига.
Можно даже заложить в расчет нагревательной печи более мощный элемент для накала. Уменьшать параметры категорически нельзя, поскольку тогда он очень быстро перегорит
Как рассчитать длину проволоки нагревателя для создания спирали
Методика расчета печи также подразумевает определение оптимальной длины проволоки для основы нагревательного элемента. Это очень важно, ведь именно от нее зависит создание необходимого резистивного нагрева.
Для того чтобы провести точный расчет закалочной печи нам потребуются такие данные как:
- Напряжение сети.
- Сила тока.
- Площадь сечения нагревателя.
- Удельное сопротивление проводника.
Последний показатель можно найти на фото представленном ниже.
Величина удельного сопротивления, в зависимости от диаметра и материала нагревателя
Далее расчет термических печей идет по формуле:
L= (U / I) x S/ p
В нашем случае, если использовать для нагревателя нихромовый сплав Х20Н80-Н, длина проволоки будет составлять: (220/6.8) х 0.785/1.11. То есть, приблизительно 23 метра.
Как проверить правильность поверхностной мощности нагревательного элемента
Если Вы планируете создать долговечные трубчатые печи, расчет обязательно должен включать и пункт проверки поверхностной мощности нагревательного элемента с допустимым значением. Это поможет вовремя обнаружить возможный выход из строя и определить грани возможностей данной составляющей оборудования.
Поверхностная удельная мощность указывает сколько тепловой энергии нужно получать с каждой единицы площади нагревателя
Методика расчета трубчатых печей вначале подразумевает поиск допустимого значения. Его можно получить по формуле:
βдоп = βэф х α
βдоп – непосредственно допустимая мощность.
βэф – мощность, которая зависит от диапазона рабочих температур.
α – коэффициент эффективности излучения тепла нагревательным элементом.
В расчет печи для обжига включаем показатель βэф и α из таблиц, представленных на фото ниже.
Таблица для расчета эффективной мощности на основе температуры заготовок и самого нагревателя
Коэффициент α также подбирается из табличных данных. Он напрямую зависит от местоположения спирали нагревателя внутри конструкции печи.
Значения поправочного коэффициента – важный аспект, который стоит учитывать, выполняя расчет шахтных печей
Впоследствии эти 2 показателя умножаются между собой и дают нам граничное значение допустимой мощности.
Это станет последним этапом проектирования оборудования.
Как видите, расчет нагревательных элементов – дело достаточно непростое. Поэтому, проще и лучше заказать электропечи для обжига и других видов термообработки от надежного производителя. Именно таким является литовский изготовитель SNOL, продукция которого представлена на нашем сайте. Не откладывайте и скорее выбирайте нужную модель!
Если домашнему мастеру по характеру выполняемых им работ необходима муфельная печь, то он, конечно, может приобрести готовый прибор в магазине или по объявлениям. Однако, стоит подобное оборудование заводского производства – весьма недешево. Поэтому многие умельцы берутся за изготовление таких печей самостоятельно.
Основной «рабочий узел» электрической муфельной печи – нагреватель, который в условиях кустарного производства обычно исполняют в виде спирали из специальной проволоки с высокими показателями сопротивления и термической отдачи. Характеристики его должны строго соответствовать мощности создаваемого оборудования, предполагаемым температурным режимам работы, а также отвечать еще некоторым требованиям. Если планируется самостоятельное изготовление прибора, то советуем применить предлагаемые ниже алгоритм и удобные калькуляторы расчета нагревателя муфельной печи.
Расчет требует определенных пояснений, которые постараемся изложить максимально доходчиво.
Алгоритм и калькуляторы расчета нагревателя муфельной печи
Из чего делаются нагревательные спирали
Для начала – буквально несколько слов о проволоке, которая используется для навивки нагревательных спиралей. Обычно для таких целей применяется нихромовая или фехралевая.
- Нихромовая (от сокращений никель + хром) чаще всего представлена сплавами Х20Н80-Н, Х15Н60 или Х15Н60-Н.
Цены на муфельную печь
муфельная печь
Ее достоинства:
— высокий запас прочности при любых температурах нагрева;
— пластична, легко обрабатывается, поддаётся свариванию;
— долговечность, стойкость к коррозии, отсутствие магнитных качеств.
Недостатки:
— высокая стоимость;
— более низкие показатели нагрева и термоустойчивости по сравнению с фехралевой.
- Фехралевая (от сокращений феррум, хром, алюминий) – в наше время чаще используется материал из сплава Х23Ю5Т.
Достоинства фехраля:
— намного дешевле нихрома, благодаря чему в основном материал и пользуется широкой популярностью;
— имеет более значительные показатели сопротивления и резистивного нагрева;
— высокая жаростойкость.
Недостатки:
— низкая прочность, а после даже однократного нагрева свыше 1000 градусов – выраженная хрупкость спирали;
— невыдающаяся долговечность;
— наличие магнитных качеств, подверженность коррозии из-за наличии в составе железа;
— ненужная химическая активность – способен вступать в реакции с материалом шамотной футеровки печи;
— чрезмерно большое термическое линейное расширение.
Каждый из мастеров волен выбрать любой из перечисленных материалов, проанализировав их «за» и «против». Алгоритм расчёта учитывает особенности такого выбора.
Шаг 1 – определение мощности печи и силы тока, проходящего через нагреватель.
Чтобы не вдаваться в ненужные в данном случае подробности, сразу скажем, что существуют эмпирические нормы соответствия объема рабочей камеры муфельной печи и ее мощности. Они показаны в таблице ниже:
| Объем муфельной камеры печи (литры) | Рекомендуемая удельная мощность печи (Вт/л) |
|---|---|
| 1÷5 | 300÷500 |
| 6÷10 | 120÷300 |
| 11÷50 | 80÷120 |
| 51÷100 | 60÷80 |
| 101÷500 | 50÷60 |
Если есть проектные наброски будущего прибора, то объем муфельной камеры определить несложно – произведением высоты, ширины и глубины. Затем объем переводится в литры и умножается на указанные в таблице рекомендуемые нормы мощности. Так получаем мощность печи в ваттах.
Табличные значения указаны в некоторых диапазонах, так что или применяйте интерполяцию, или принимайте примерно среднюю величину.
Найденная мощность, при известном напряжении сети (220 вольт) позволяет сразу определить силу тока, который будет проходить через нагревательный элемент.
I = P / U.
I – сила тока.
Р – определённая выше мощность муфельной печи;
U – напряжение питания.
Весь этот первый шаг расчета очень легко и быстро можно проделать с помощью калькулятора: все табличные значения уже внесены в программу вычисления.
Калькулятор мощности муфельной печи и силы тока, проходящего через нагреватель
Перейти к расчётам
Шаг 2 – определение минимального сечения проволоки для навивки спирали
Любой электрический проводник ограничен в своих возможностях. Если через него пропускать ток, выше допустимого, он попросту перегорит или расплавится. Поэтому очередной шаг в расчетах – определение минимально допустимого диаметра проволоки для спирали.
Определить его можно по таблице. Исходные данные – рассчитанная выше сила тока и предполагаемая температура разогрева спирали.
| D (мм) | S (мм ²) | Температура разогрева проволочной спирали, °C | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 200 | 400 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | ||
| Максимальная допустимая сила тока, А | ||||||||
| 5 | 19.6 | 52 | 83 | 105 | 124 | 146 | 173 | 206 |
| 4 | 12.6 | 37 | 60 | 80 | 93 | 110 | 129 | 151 |
| 3 | 7.07 | 22.3 | 37.5 | 54.5 | 64 | 77 | 88 | 102 |
| 2.5 | 4.91 | 16.6 | 27.5 | 40 | 46.6 | 57.5 | 66.5 | 73 |
| 2 | 3.14 | 11.7 | 19.6 | 28.7 | 33.8 | 39.5 | 47 | 51 |
| 1.8 | 2.54 | 10 | 16.9 | 24.9 | 29 | 33.1 | 39 | 43.2 |
| 1.6 | 2.01 | 8.6 | 14.4 | 21 | 24.5 | 28 | 32.9 | 36 |
| 1.5 | 1.77 | 7.9 | 13.2 | 19.2 | 22.4 | 25.7 | 30 | 33 |
| 1.4 | 1.54 | 7.25 | 12 | 17.4 | 20 | 23.3 | 27 | 30 |
| 1.3 | 1.33 | 6.6 | 10.9 | 15.6 | 17.8 | 21 | 24.4 | 27 |
| 1.2 | 1.13 | 6 | 9.8 | 14 | 15.8 | 18.7 | 21.6 | 24.3 |
| 1.1 | 0.95 | 5.4 | 8.7 | 12.4 | 13.9 | 16.5 | 19.1 | 21.5 |
| 1 | 0.785 | 4.85 | 7.7 | 10.8 | 12.1 | 14.3 | 16.8 | 19.2 |
| 0.9 | 0.636 | 4.25 | 6.7 | 9.35 | 10.45 | 12.3 | 14.5 | 16.5 |
| 0.8 | 0.503 | 3.7 | 5.7 | 8.15 | 9.15 | 10.8 | 12.3 | 14 |
| 0.75 | 0.442 | 3.4 | 5.3 | 7.55 | 8.4 | 9.95 | 11.25 | 12.85 |
| 0.7 | 0.385 | 3.1 | 4.8 | 6.95 | 7.8 | 9.1 | 10.3 | 11.8 |
| 0.65 | 0.342 | 2.82 | 4.4 | 6.3 | 7.15 | 8.25 | 9.3 | 10.75 |
| 0.6 | 0.283 | 2.52 | 4 | 5.7 | 6.5 | 7.5 | 8.5 | 9.7 |
| 0.55 | 0.238 | 2.25 | 3.55 | 5.1 | 5.8 | 6.75 | 7.6 | 8.7 |
| 0.5 | 0.196 | 2 | 3.15 | 4.5 | 5.2 | 5.9 | 6.75 | 7.7 |
| 0.45 | 0.159 | 1.74 | 2.75 | 3.9 | 4.45 | 5.2 | 5.85 | 6.75 |
| 0.4 | 0.126 | 1.5 | 2.34 | 3.3 | 3.85 | 4.4 | 5 | 5.7 |
| 0.35 | 0.096 | 1.27 | 1.95 | 2.76 | 3.3 | 3.75 | 4.15 | 4.75 |
| 0.3 | 0.085 | 1.05 | 1.63 | 2.27 | 2.7 | 3.05 | 3.4 | 3.85 |
| 0.25 | 0.049 | 0.84 | 1.33 | 1.83 | 2.15 | 2.4 | 2.7 | 3.1 |
| 0.2 | 0.0314 | 0.65 | 1.03 | 1.4 | 1.65 | 1.82 | 2 | 2.3 |
| 0.15 | 0.0177 | 0.46 | 0.74 | 0.99 | 1.15 | 1.28 | 1.4 | 1.62 |
| 0.1 | 0.00785 | 0.1 | 0.47 | 0.63 | 0.72 | 0.8 | 0.9 | 1 |
| D — диаметр нихромовой проволоки, мм | ||||||||
| S — площадь поперечного сечения нихромовой проволоки, мм² |
И сила тока, и температура берутся ближайшие, но обязательно с приведением в большую сторону. Например, при планируемом нагреве 850 градусов следует ориентироваться на 900. И, допустим, при силе тока в этом столбце, равной 17 амперам, берется большее ближайшее – 19,1 А. В двух левых столбцах сразу определяется минимально возможная проволока – ее диаметр и площадь поперечного сечение.
Более толстую проволоку использовать можно (иногда это становится и обязательным – о таких случаях будет рассказано ниже). Но меньше – никак нельзя, так как нагреватель просто перегорит в рекордно короткий срок.
Шаг 3 – определение необходимой длины проволоки для навивки спирального нагревателя
Известны мощность, напряжение, сила тока. Намечен диаметр проволоки. То есть имеется возможность, используя формулы электрического сопротивления, определить длину проводника, который будет создавать необходимый резистивный нагрев.
L = (U / I) × S / ρ
ρ — удельное сопротивление нихромового проводника, Ом×мм²/м;
L — длина проводника, м;
S — площадь поперечного сечения проводника, мм².
Как видно, потребуется еще одна табличная величина – удельное сопротивление материала на единицу площади поперечного сечения и длины проводника. Необходимые для расчета данные – показаны в таблице:
| Марка нихромового сплава, из которого изготовлена проволока | Диаметр проволоки, мм | Величина удельного сопротивления, Ом×мм²/м |
|---|---|---|
| Х23Ю5Т | независимо от диаметра | 1.39 |
| Х20Н80-Н | 0,1÷0,5 включительно | 1.08 |
| 0,51÷3,0 включительно | 1.11 | |
| более 3 | 1.13 | |
| Х15Н60 или Х15Н60-Н |
0,1÷3,0 включительно | 1.11 |
| более 3 | 1.12 |
Еще проще покажется расчет, если использовать наш калькулятор:
Калькулятор расчета длины проволоки для спирали
Довольно часто нихромовую ил фехралевую проволоку реализуют не на метры, а на вес. Значит, потребуется перевести длину в ее эквивалент по массе. Выполнить такой перевод поможет предлагаемая таблица:
| Диаметр проволоки, мм | Вес погонного метра, г | Длина 1 кг, м | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Х20Н80 | Х15Н60 | ХН70Ю | Х20Н80 | Х15Н60 | ХН70Ю | |
| 0.6 | 2.374 | 2.317 | 2.233 | 421.26 | 431.53 | 447.92 |
| 0.7 | 3.231 | 3.154 | 3.039 | 309.5 | 317.04 | 329.08 |
| 0.8 | 4.22 | 4.12 | 3.969 | 236.96 | 242.74 | 251.96 |
| 0.9 | 5.341 | 5.214 | 5.023 | 187.23 | 191.79 | 199.08 |
| 1 | 6.594 | 6.437 | 6.202 | 151.65 | 155.35 | 161.25 |
| 1.2 | 9.495 | 9.269 | 8.93 | 105.31 | 107.88 | 111.98 |
| 1.3 | 11.144 | 10.879 | 10.481 | 89.74 | 91.92 | 95.41 |
| 1.4 | 12.924 | 12.617 | 12.155 | 77.37 | 79.26 | 82.27 |
| 1.5 | 14.837 | 14.483 | 13.953 | 67.4 | 69.05 | 71.67 |
| 1.6 | 16.881 | 16.479 | 15.876 | 59.24 | 60.68 | 62.99 |
| 1.8 | 21.365 | 20.856 | 20.093 | 46.81 | 47.95 | 49.77 |
| 2 | 26.376 | 25.748 | 24.806 | 37.91 | 38.84 | 40.31 |
| 2.2 | 31.915 | 31.155 | 30.015 | 31.33 | 32.1 | 33.32 |
| 2.5 | 41.213 | 40.231 | 38.759 | 24.26 | 24.86 | 25.8 |
| 2.8 | 51.697 | 50.466 | 48.62 | 19.34 | 19.82 | 20.57 |
| 3 | 59.346 | 57.933 | 55.814 | 16.85 | 17.26 | 17.92 |
| 3.2 | 67.523 | 65.915 | 63.503 | 14.81 | 15.17 | 15.75 |
| 3.5 | 80.777 | 78.853 | 75.968 | 12.38 | 12.68 | 13.16 |
| 3.6 | 85.458 | 83.424 | 80.371 | 11.7 | 11.99 | 12.44 |
| 4 | 105.504 | 102.992 | 99.224 | 9.48 | 9.71 | 10.08 |
| 4.5 | 133.529 | 130.349 | 125.58 | 7.49 | 7.67 | 7.96 |
| 5 | 164.85 | 160.925 | 155.038 | 6.07 | 6.21 | 6.45 |
| 5.5 | 199.469 | 194.719 | 187.595 | 5.01 | 5.14 | 5.33 |
| 5.6 | 206.788 | 201.684 | 194.479 | 4.84 | 4.95 | 5.14 |
| 6 | 237.384 | 231.732 | 223.254 | 4.21 | 4.32 | 4.48 |
| 6.3 | 261.716 | 255.485 | 246.138 | 3.82 | 3.91 | 4.06 |
| 6.5 | 278.597 | 271.963 | 262.013 | 3.59 | 3.68 | 3.82 |
| 7 | 323.106 | 315.413 | 303.874 | 3.09 | 3.17 | 3.29 |
| 8 | 422.016 | 411.968 | 396.896 | 2.37 | 2.43 | 2.52 |
| 9 | 534.114 | 521.397 | 502.322 | 1.87 | 1.92 | 1.99 |
| 10 | 659.4 | 643.7 | 620.15 | 1.52 | 1.55 | 1.61 |
Шаг 4 – Проверка соответствия удельной поверхностной мощности рассчитанного нагревателя допустимому значению
Нагреватель или не справится со своей задачей, или будет работать на грани возможностей и оттого быстро перегорит, если его поверхностная удельная мощность будет выше допустимого значения.
Поверхностная удельная мощность – это количество тепловой энергии, которое необходимо получить с единицы площади поверхности нагревателя.
Прежде всего – определяем допустимое значение этого параметра. Оно выражается следующей зависимостью:
βдоп = βэф × α
βдоп – допустимая удельная поверхностная мощность нагревателя, Вт/см²
βэф – эффективная удельная поверхностная мощность, зависящая от температурного режима работы муфельной печи.
α – коэффициент эффективности теплового излучения нагревателя.
βэф берем из таблицы. Данными для входа в нее являются:
Левый столбец – ожидаемая температура воспринимающей среды. Проще говоря – до какого уровня требуется разогреть помещенные в печь материалы или заготовки. Каждому уровню соответствует своя строка.
Все остальные столбцы – температура разогрева нагревательного элемента.
Пересечение строки и столбца даст искомое значение βэф.
| Требуемая температура тепловоспринимающего материала, °С | Поверхностная мощность βэф (Вт/cм ²) при температуре разогрева нагревательного элемента, °С | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 800 | 850 | 900 | 950 | 1000 | 1050 | 1100 | 1150 | 1200 | 1250 | 1300 | 1350 | |
| 100 | 6.1 | 7.3 | 8.7 | 10.3 | 12.5 | 14.15 | 16.4 | 19 | 21.8 | 24.9 | 28.4 | 36.3 |
| 200 | 5.9 | 7.15 | 8.55 | 10.15 | 12 | 14 | 16.25 | 18.85 | 21.65 | 24.75 | 28.2 | 36.1 |
| 300 | 5.65 | 6.85 | 8.3 | 9.9 | 11.7 | 13.75 | 16 | 18.6 | 21.35 | 24.5 | 27.9 | 35.8 |
| 400 | 5.2 | 6.45 | 7.85 | 9.45 | 11.25 | 13.3 | 15.55 | 18.1 | 20.9 | 24 | 27.45 | 35.4 |
| 500 | 4.5 | 5.7 | 7.15 | 8.8 | 10.55 | 12.6 | 14.85 | 17.4 | 20.2 | 23.3 | 26.8 | 34.6 |
| 600 | 3.5 | 4.7 | 6.1 | 7.7 | 9.5 | 11.5 | 13.8 | 16.4 | 19.3 | 22.3 | 25.7 | 33.7 |
| 700 | 2 | 3.2 | 4.6 | 6.25 | 8.05 | 10 | 12.4 | 14.9 | 17.7 | 20.8 | 24.3 | 32.2 |
| 800 | — | 1.25 | 2.65 | 4.2 | 6.05 | 8.1 | 10.4 | 12.9 | 15.7 | 18.8 | 22.3 | 30.2 |
| 850 | — | — | 1.4 | 3 | 4.8 | 6.85 | 9.1 | 11.7 | 14.5 | 17.6 | 21 | 29 |
| 900 | — | — | — | 1.55 | 3.4 | 5.45 | 7.75 | 10.3 | 13 | 16.2 | 19.6 | 27.6 |
| 950 | — | — | — | — | 1.8 | 3.85 | 6.15 | 8.65 | 11.5 | 14.5 | 18.1 | 26 |
| 1000 | — | — | — | — | — | 2.05 | 4.3 | 6.85 | 9.7 | 12.75 | 16.25 | 24.2 |
| 1050 | — | — | — | — | — | — | 2.3 | 4.8 | 7.65 | 10.75 | 14.25 | 22.2 |
| 1100 | — | — | — | — | — | — | — | 2.55 | 5.35 | 8.5 | 12 | 19.8 |
| 1150 | — | — | — | — | — | — | — | — | 2.85 | 5.95 | 9.4 | 17.55 |
| 1200 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 3.15 | 6.55 | 14.55 |
| 1300 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 7.95 |
Теперь – поправочный коэффициент α. Его значение для спиральных нагревателей показано в следующей таблице.
| Иллюстрация | Вариант расположения спирального нагревательного элемента | Значение коэффициента α |
|---|---|---|
 |
Нагревательная спираль спрятана в ниши футеровки муфельной печи. | 0,16 ÷ 0,24 |
 |
Нагревательная спираль заключена в кварцевые трубки и расположена на полочках по стенкам камеры | 0,30 ÷ 0,36 |
Простое перемножение этих двух параметров как раз и даст допустимую удельную поверхностную мощность нагревателя.
Примечание: Практика показывает, что для муфельных печей с высокотемпературным нагревом (от 700 градусов), оптимальным значением βдоп будет 1,6 Вт/см² для нихромовых проводников, и примерно 2,0÷2,2 Вт/см² для фехралевых. Если печь работает в режиме нагрева до 400 градусов, то таких жестких рамок нет – можно ориентироваться на показатели от 4 до 6 Вт/см².
Итак, с допустимым значением поверхностной удельной мощности определись. Значит, необходимо найти удельную мощность рассчитанного ранее нагревателя и сравнить с допустимой.
Быстро рассчитать этот параметр поможет калькулятор:
Калькулятор расчета удельной поверхностной мощности нагревателя
Перейти к расчётам
Если полученное значение не превышает допустимого – расчет может считаться законченным.
В том случае, когда найденное значение превосходит допустимый уровень поверхностной удельной мощности, придется проведенные расчеты несколько откорректировать. Сделать это можно, вернувшись к шагам №2—3, и повторив вычисления с увеличением диаметра проволоки на одну или несколько стандартных позиций – одновременно с этим возрастет и ее длина. Затем – снова сверить показатели. И так – пока не будет найден оптимальный вариант и с точки зрения максимальной экономичности, и с позиций обеспечения соответствия указанному параметру.
С набором наших калькуляторов провести повторный расчет – это дело буквально нескольких минут. И вот на этом расчет может считаться законченным. Можно приобретать проволоку выбранного сплава, с рассчитанными диаметром и длиной.
Как собрать муфельную печь своими руками
В этой публикации акцент был сделан именно на расчетах нагревательного элемента. А более подробно именно о процессе самостоятельного изготовления муфельной печи – читайте в специальной статье нашего портала.
Как собрать муфельную печь своими рукамиНа чтение 5 мин. Просмотров 7.2k. Опубликовано 27 мая, 2020
На кухнях появляется все больше компактной бытовой техники, которая может заменить привычные духовки и варочные поверхности. Мультиварка, гриль, микроволновая печь позволяют готовить разнообразно и полезно и занимают мало места. Но есть и полный аналог большим духовым шкафам, который поможет экономить пространство в студии или на даче. Мини-печь внешне похожа на микроволновку, отличается небольшим объемом и может иметь внешние конфорки. Мощность кухонных электропечей изменяется в диапазоне от 600 Вт до 3000 Вт, от нее зависит скорость приготовления блюд и количество дополнительных функций. Ростеры отличаются и величиной основной камеры. Она может быть от 8 до 40 литров.
Содержание
- На что влияет мощность электродуховки
- Формула расчета мощности электропечи
- Стандартные показатели мощности
- Особенности подключения электрической плиты к сети
- Классы энергопотребления
- Рейтинг самых мощных кухонных электропечей
На что влияет мощность электродуховки
Мощность электрической печи на кухне зависит от того, какие функции она будет выполнять. Если необходимо заменить ею электроплиту и постоянно готовить для всей семьи, стоит выбрать больший по объему и энергопотреблению аппарат. Если же необходимо разогреть привезенную с собой еду в дачном доме, то достаточно компактной и маломощной техники, цена которой также невысока.
Электрическая печь потребляет мощность не только на разогрев основной камеры. Более дорогие модели по набору функций не уступают полноразмерным духовым шкафам, а иногда и превосходят их. В магазинах есть аппараты, имеющие верхний и нижний гриль, конвекцию, возможность приготовления на пару и каталитической очистки. Также в качестве дополнения ростер может иметь внешнюю варочную поверхность и даже кофеварку.
Время, за которое можно сделать еду, и скорость нагрева камеры также определяются мощностью мини-печи. Недорогие аппараты не имеют терморегулятора и нагреваются до заданной температуры достаточно долго. Зато они не дают большой нагрузки на сеть и не увеличат расходы на электроэнергию.
Мини-печи силой 1,5 – 2 кВт имеют регулировку температуры от 60 до 320 градусов и позволяют не только приготовить обед на семью из трех человек, но и решить другие кулинарные задачи.
Формула расчета мощности электропечи
Потребляемая прибором мощность в России рассчитывается в ваттах, в других странах для этого применяют вольт-амперы. Этот параметр описывает, сколько энергии необходимо для совершения работы и указывается в спецификациях бытовой техники. Формула мощности электропечи будет такая:
P (ватт) = S (вольт-ампер) * 0,8 (коэффициент мощности).
Расчет мощности электропечей можно также произвести, исходя из объема камеры и рекомендуемых значений на один литр. Для печей емкостью 8-40 литров удельная мощность принимается в диапазоне от 80 до 120 Вт/л. Такие показатели позволяют подключать оборудование к бытовой сети с напряжением тока 220-230 вольт и его силой от 6 ампер.
Для обработки металлов на производствах используется аппаратура, разогревающаяся с помощью дугового трансформатора. Такая электрическая печь потребляет мощность 800 квт, но она подключается к специальным электрическим сетям, имеющим большее напряжение.
Стандартные показатели мощности
Большинство мини-печек имеет мощность от 650 до 3500 Вт. Такие показатели обеспечивают необходимую тепловую энергию и функционирование дополнительных элементов. Наиболее распространенная группа компактных духовок средней цены с верхним и нижним нагревателями потребляет от 1,2 до 2,5 кВт. Отдельные элементы конструкции различаются по энергозатратам:
- верхний и нижний ТЭН – по 0,8-1 кВт;
- гриль – 1,5 кВт;
- электродвигатель вертела и внутренняя подсветка – 20-25 Вт;
- внешняя конфорка – 1,5 кВт.
У более дорогих моделей на энергоэффективность влияет лучшая теплоизоляция основной камеры. Этот параметр определяет, насколько быстро остывает печка во время готовки. Также уменьшить потребление энергии можно, если:
- выключать духовку за 10-15 минут до конца приготовления блюда;
- использовать темную посуду;
- не давать агрегату остыть, готовя несколько кушаний одно за другим.
Расчет мощности электрических печей для дома зависит от состава семьи и от частоты приготовления. Покупать мощную дорогую модель не имеет смысла, если ее функции используются очень редко.
Особенности подключения электрической плиты к сети
Мини-печь имеет меньший объем и энергозатраты по сравнению с обычной духовкой, но ее мощность может достигать 3,5 кВт. Методика подключения предполагает прокладку отдельной силовой линии и установку автомата.
Чтобы рассчитать сечение провода для нее, нужно знать сопротивление материала и длину кабеля. Тогда формула будет иметь вид:
S = R/(l*ρ), где R – сопротивление, l – длина провода, ρ – удельное сопротивление материала.
Обычно для прокладки силового кабеля для духовки используют сечение 4 мм2. Розетку и автомат стоит установить на 32 А.
Классы энергопотребления
Классы энергоэффективности бытовой техники разработаны в Европейском Союзе для информирования покупателей о возможных расходах на эксплуатацию. Маркировке подлежат все электрические приборы, а также автомобили, здания. Известны 7 классов, среди которых А (выделяют подклассы А+ и А++) имеет наибольшую эффективность использования энергии, а G – наименьшую. Эти указания есть в паспортах.
На этикетках мини-печей содержится информация:
- класс энергопотребления;
- расход энергии;
- объем духовки и ее тип.
Большинство ростеров имеют объем основной камеры от 12 до 35 литров и относятся к малому типу. Чтобы отнести устройство к классу А, оно должно потреблять более 0,6 кВ/ч электричества.
Рейтинг самых мощных кухонных электропечей
Если мини-печь мечты должна иметь максимальную мощность, то следует выбрать одну из следующих моделей:
- Zarget ZMO 4555BH с двумя дополнительными конфорками, 1,6 кВт;
- Moulinex Optimo OX464810 с верхним и нижним грилем, 1,6 кВт;
- KRAFT KF-MO 3801 – недорогая модель, 1,5 кВт;
- REDMOND SkyOven 5706S с сенсорным управлением, 1,5 кВт.
Эти приборы имеют отличные технические характеристики и подходят для приготовления блюд для всей семьи.
Печь в сауне – незаменимый атрибут этого места отдыха. От качества этого оборудования зависит атмосфера в парной. Сейчас пользуются большой популярностью электрические печи для сауны. Они способны создать в парной оптимальную атмосферу, поддерживая стабильный уровень тепла и влаги. Такого эффекта долгое время добивались многие производители этой техники. Для того чтобы более подробно изучить модели, рассмотрим виды и требования к этому оборудованию.
Пример расчёта мощности печи для парилки
Для небольшой парилки размером 2,5*2,5*2,2 метра получаем печь, минимальной производительности на 13,75 м3. Окно с одинарным остеклением размером 0,4*0,4 м добавит 0,48 м3. Печь с выходящей в тамбур топкой добавит 10%, то есть ещё 1,4 м3. Кирпичная перегородка 1,2*1,5 м заберёт тепло, эквивалентное 2,16 м3. Дверь пусть будет деревянная, но не особо утеплённая и со стеклянным окошком, размером 0,8*1,5 м. Поэтому добавим на неё ещё 1,44 м3.
Если парилка утеплена по всем правилам (то есть на стенах слой базальтовой изоляции, которая укрыта фольгой в качестве отражающей тепло и пароизоляции, стыки тщательно проклеены, на потолке двойной слой утеплителя и всё это зашито вагонкой), имеющийся объём парилки уменьшаем на поправочный коэффициент, который на всякий случай пусть будет 0,7.
Таким образом, вместо 13,75 м3 получаем исходную цифру 9,63 м3. В итоге расчётная требуемая мощность банной печи будет: 9,63+0,48+1,4+2,16+1,44=15,11 м3. Вполне приемлемое значение. Для дровяной печи, с учётом лучшего прогрева каменки, можно выбрать печь производительностью 20 м3 (то есть ориентировочно 15-25 м3 указанных в паспорте производителем).
Мощность электрической печи высчитывается схожим способом, здесь лучше выбирать модель, наиболее приближенную к расчётному значению в 15 кВт. То есть печь для сауны с паспортными параметрами номинальной мощности 14-16 кВт.
При выборе конкретной модели банной печи искомый результат будет находиться ближе к середине диапазона предельных значений. Например, при расчётных в 20 м3 лучше выбрать печь-каменку с паспортной мощностью не 16-20, а 22-26 м3.
Можно произвести и более сложные расчёты, учитывающие отдачу и восполнение тепла камнями, время работы печи и количество одновременно находящихся в помещении людей, количество выливаемой на каменку воды, однако для простой семейной бани это уже излишне.
Что такое мощность печи?
Тепловая мощность печи — это величина тепловой энергии, выделяющейся в процессе горения топлива за единицу времени.
Мощность печи для бани условно подразделяется на три группы:
- Недостаточная
. Если приобретена печь, мощность которой ниже необходимой для создания в парной комфортной температуры, то ее владелец столкнется с ее быстрым охлаждением и необходимостью постоянного эксплуатирования на максимально доступных мощностях. А это прямой путь к перерасходу топлива и преждевременному износу. - Избыточная
. Печь прогревает помещение, но при этом дает тяжелый пар, который отнюдь не способствует главной цели парения — расслаблению. - Оптимальная
. Именно та золотая середина, к которой следует стремиться, выбирая печь для бани.
Измеряется мощность банной печи в кКал/ч. В связи с тем, что в системе СИ мощность принято определять в кВт, выполняется перевод первой величины во вторую. Для этого используется соотношение 1 кВт/ч = 859,8 кКал/ч.
Преимущества использования электрокаменкой
Главное, за что ценят и любят аппарат на электроподогреве, — это точная настройка нагрева:
- С помощью фирменной электрокаменки можно своими руками плавно подстраивать нагрев каменного балласта, соответственно, подбирать наиболее комфортную температуру и влажность воздуха в парилке;
- Поддерживать в воздухе бани определенные ароматы, менять их, подстраиваясь под вкусы посетителей, и даже лечить парами от травяных настоев;
- Процесс управления «накатом» пара становится относительно безопасным, без термических ударов и ожогов, как для банщика, так и для обычных посетителей бани.
К сведению! С помощью электрокаменки вполне возможно исправить недостатки, допущенные при строительстве бани, поднять жар в холодной и сыроватой сауне до уровня настоящей финской бани.
Правильно выбрать для парилки обычную дровяную каменку, угадать с ее расположением и мощностью довольно сложно. Зачастую приходится утеплять стены в бане, добавлять вентиляцию. Поэтому нередко вместо возни со стройкой хозяева устанавливают в бане капитальную дровяную или угольную печь, чаще всего кирпичную с камином, а для парилки или жаркой сауны монтируют электрокаменку.
Важность тщательных расчетов
Вне зависимости от того, какая печь устанавливается в бане, двухконтурная дровяная, электрическая, металлическая или кирпичная, нужно правильно рассчитывать ее параметры. Стоит привести наглядные примеры важности характеристик отопительного агрегата.
- Если неверно подобрать печь для бани по объему, добиться идеального пара будет невозможно. При недостаточной мощности установки прогреть помещение просто нереально.
- Не менее неприятна ситуация, когда расчет печи для бани намеренно завышает ее мощность. Парилка будет постоянно перегреваться. Поэтому придется ее проветривать, делать посещения менее длительными.
- Если выбрать для бани на дровах слишком большой объем топки печи и количество камня, получить стабильный пар будет невозможно. Без проветривания в помещении станет крайне жарко. А если добиваться относительного комфорта путем открывания дверей и уменьшения времени захода, придется мириться с изменением температуры пара, как у пола, так и на верхней полке.
Существуют и другие сложности, вызванные неверными расчетами. В частности, отдельные алгоритмы определения массы камней способны заставить хозяина бани возводить мощные подпоры — весы, задача которых выдерживать значительную нагрузку. Поэтому расчет мощности печи для бани нужно делать внимательно, учитывая характер парилки: русская баня или финская сауна.
Электрокаменка, отзывы
Быстряков Алексей, г. Уфа
У меня в бане стоит отечественная ЭКМ, купил, потому что недорого и просто в обслуживании. Пользуюсь электрокаменкой почти три года, полностью перевел обогрев бани на электричество и доволен. Нет ни дыма, ни задухи в парной, да и безопаснее с электрокаменкой, соседи свою баню на дровах два раза уже ремонтировали.
Баталинский Сергей, г. Зеленоград
Почитал отзывы об электрокаменке для бани, долгое время сомневался, слишком уж накладно получается — греть парилку электроэнергией. Уговорили друзья, установили турецкую электрокаменку за два часа. За два года еженедельной эксплуатации была лишь одна поломка — сгорел контакт на ТЭНе. Разобрал, облудил все контакты электрокаменки, и теперь, как какой праздник, так все собираются у нас в бане.
Сергиевич Антон, г. Москва
Последние три года занимаюсь установкой и обслуживанием мощных бытовых электроприборов. За все время по рекламации из пары сотен заменил в банях две или три электрокаменки. Устройство достаточно надежное и удобное, но требует, как говорят, «защиты от дурака». Пар отличный, но у новых изделий всегда появляется кислый запах горелого металла, поэтому электрокаменку нужно обжигать до установки в бане.
«Неправильная» мощность банной печи
Мощность каменки должна быть оптимальной, ни больше, ни меньше. Вопросом мощности каменки можно пренебречь только в одном случае: если вы построили хамам, где банной печи в привычном понимании вообще нет.
Если мощность каменки выбрана не правильно, что неизбежно приведет к определенным неприятностям.
Избыток мощности
Некоторые берут печь для бани с большим запасом мощности, чтобы парная быстрее нагревалась. Да, парная в этом случае будет действительно нагреваться быстрее, но это только начальный этап, а дальше печь будет работать на минимуме.
В результате вы получите горячий воздух, но холодные камни, на которые бесполезно лить воду – пара они не дадут, а если пар и будет, то это будут клубы белого пара, как над чайником, а не тот легкий прозрачный пар, на который вы рассчитывали, возводя баню своими руками или заказывая ее строительство «под ключ».
Недостаток мощности
Другая крайность – купить печь для бани минимальной мощности, чтобы банально сэкономить деньги. Даже если такая печь и сможет нагреть парную до нужной температуры, работая на пределе, каменка быстро выйдет из строя.
К содержанию
Как самостоятельно построить печь для сауны?
Если конструкция весит более 750-ти килограмм, то для нее предполагается построить специальный фундамент. Его стоит выкапывать на глубину промерзания почвы, а это в среднем полметра. Опоры под фундамент должны быть изготовлены в виде столбчатых свай. Для этого осуществляется строительство основания, которое представляет собой бетонную плиту. Оно является началом постройки целостной конструкции.
Важно знать: ни в коем случае нельзя устанавливать фундамент будущей постройки совместно с фундаментом здания. Они не должны соприкасаться. Это связано с тем, что проседание фундамента должно быть свободным. Расстояние между двумя основаниями заполняется песком. (См. также: Электрические водогрейные котлы: достоинства, недостатки и разновидности)
После установки основы на него заливается цементная стяжка. Она должна быть залита по уровню и быть ниже пола на 20-30 см. На высохшую поверхность укладывается гидроизоляция. На слой рубероида в дальнейшем укладывается один слой кирпича, после чего повторяется слой гидроизоляции, на который опять кладется последний слой кирпича. Печь в сауне с таким фундаментом будет устойчивой, а благодаря гидроизоляции удастся избежать образования грибка или предотвратить гниение.
Легкие конструкции можно устанавливать и без фундамента. Для их постройки нередко используются металлические конструкции, которые обкладываются кирпичом. Основание строения стоит укрепить досками или сваями, на которые укладывается металлический лист.
Дощатая подшивка чернового потолка по деревянным балкам
Наиболее подходящий вариант подшивки приходится выбирать, исходя из характеристик здания, способа его утепления, наличия теплого или холодного чердачного помещения, материала стен, влажности атмосферы внутри коробки.
Идеальным вариантом чернового потолка вполне может считаться подбивка деревянных балок перекрытия обычной шалевкой или обрезной доской.
Существует три самых проверенных способа настила:
- Креплением длинномерной доски по нижним торцам чернового перекрытия;
- Установка досок на черепных планках;
- Настил по наружной поверхности деревянных балок.
На первый взгляд, варианты материалов мало чем отличаются, но это не совсем так, есть определенные различия. Прежде чем подшить черновой потолок по балкам, необходимо обратить внимание на устройство чердака и перекрытия.
Настил деревянной рейки по верхней плоскости бруса используется лишь в случае серьезной потребности в увеличении высоты потолочного перекрытия или обустройстве мансардных помещений зимнего типа. В этом случае для уменьшения потерь пол утепляется с дополнительным слоем минеральной ваты над черновой обрешеткой деревянных балок. Вынос лаг из слоя утеплителя снижает потери тепла и значительно улучшает пароизоляцию.
Расчет оптимальной мощности банной печи
Теперь следующий вопрос: оптимальная мощность – это какая? Все производители указывают для каждой модели не только мощность в киловаттах, но и рекомендуемый объем парной. Мы не будем вникать в тонкости расчета тепловой мощности, а возьмем за основу другой параметр – кубатуру парной. Так считать и легче и понятнее.
Определяем кубатуру парной
В принципе, кубатуру парной можно определить и по проекту бани — там все размеры есть.
Если же проекта нет, то придется поработать с рулеткой.
- Измеряем парную и записываем ее длину, высоту, ширину в метрах.
- Все перемножаем, получаем наш объем в кубометрах.
Казалось бы, мы уже получили ту самую кубатуру парной, по которой будем выбирать печь для бани. Но это не так. Есть еще ряд нюансов, которые обязательно надо учесть.
Вносим необходимые корректировки
Фактическая кубатура парной — это еще не те данные, на которые следует опираться при выборе мощности банной печи. Это только теория, а есть еще и индивидуальные особенности парного помещения конкретной бани, и особенности эти тоже влияют на выбор необходимой мощности банной печи.
- Если на стенах или на потолке в парной есть неизолированные поверхности (кирпичная кладка, облицовка камнем или кафелем, окна и так далее), то считаем их площадь, умножаем на 1,2 и прибавляем к посчитанной ранее кубатуре. То есть каждый 1м.кв таких поверхностей увеличивает расчетный объем на 1,2м.куб;
- Если в парной у вас установлена стеклянная дверь, то к полученному объему прибавляем еще 1,5м.куб;
- Если стены выполнены из бревен и после этого внутренней отделки нет (стены не обшиты вагонкой через теплоизоляцию), то умножаем объем на 1,5.
Вот теперь мы знаем тот объем, на который должна быть рассчитана нужная нам печь для бани.
При выборе конкретной модели полученный объем должен находиться в середине предельных значений. Например, у нас получилось 20 м.куб, значит печь для бани нам нужна не с кубатурой 12-20, а та, у которой указано 15-25м.куб.
К содержанию
Запас на форсаж
Опытные строители бань и саун рекомендуют увеличивать конечную мощность печи на 10-15% от расчетной. Идея такого действа очень проста. Во-первых, улучшается удобство эксплуатации печи. Ее не нужно прокаливать до предела и постоянно следить за количеством топлива или температурой. Агрегат будет работать не на пиковом уровне мощности, предоставляя определенный диапазон регулировки.
Во-вторых, для бань, посещаемых не постоянно, образуется возможность быстрого прогрева на форсаже. Особенно это важно для строений на загородных участках. Для такой бани, которая зимой способна промерзнуть буквально насквозь, можно принять допуск на уровне 20%. Это позволит оперативнее подготовить помещение и быстрее начать принимать термопроцедуры.
Данные цифры верны для печей дровяного типа. Если используется электрический агрегат, запас по мощности делается всегда. Это может быть допуск в 10-15% для нейтрализации возможных бросков напряжения и разных режимов теплоотбора. Если же есть необходимость в ускоренном прогреве помещения, мощность электрической печи (особенно самодельной) рекомендуется выбирать на 20-25% выше расчетной.
Вентиляция сауны
Важную роль при подключении печи играет и хорошая вентиляция в сауне. Она будет обеспечивать достаточный уровень кислорода, сохранять свежесть и удерживать пар. Если правильно организовать её, то вы сэкономите электроэнергию, особенно в момент прогрева.
Обычно вентиляция в каменке может быть принудительной или естественной.
- При принудительной вентиляции нужно обеспечить подачу воздуха через вентиль поступающего воздуха над каменкой, на высоте более 50 см. На схеме эта зона изображена штрихованной областью с буквой «А». Рекомендуется использовать такой тип вентиляции.
- Вытяжной канал должен быть установлен как можно дальше и ниже относительно каменки.
Совет! Если вытяжной клапан невозможно сделать так низко, вы можете оставить под дверью зазор 10-15 см. Отработанный холодный воздух будет уходить в соседнее помещение и потом в вентиляционную систему.
- Если используется естественная циркуляция воздуха, воздух должен поступать из зоны ниже или рядом с каменкой (штрихованная область «В» на схеме). В таком случае вытяжка устанавливается максимально далеко от каменки и выше минимум на 1 метр относительно подачи. Обычно вытяжку делают под полком, либо просто оставляют зазор под дверью.
Видео — Как рассчитать мощность печи для бани
Для того чтобы баня хорошо обогревалась, необходимо корректным образом рассчитать размеры печи для неё Прежде чем это сделать, нужно обратить внимание на то, из какого материала будет изготовлена топка. Этот фактор напрямую влияет на методику определения габаритов топки
Из металла
На рынке в настоящее время можно приобрести различные металлические мечи. Чаще всего их изготавливают из стали или же чугуна. Они могут быть рассчитаны на такое топливо, как дерево, газ или же электричество.
На сегодняшний момент существуют стальные и чугунные печи для парилок, отличающиеся следующими размерами (в мм):
- «Анапа» от «ИзиСтим»: 420х730х800.
- «Ангара 2012» от «Термофор»: 415х595х800.
- «Везувий Русский Пар» от «Везувий»: 660х860х1120.
- «Гефест ЗК» от «Гефест»: 500х855х700.
- «Жихорка» от «Жар-Горыныч»: 450х450х1300.
- «Емельяныч» от «Теплосталь»: 500х600х950.
- «Калита Русский Пар» от «Магнум»: 650х800х1100.
- «Классика паровая» от «Ферингер»: 480х810х800.
- «Кубань» от «Теплодар»: 500х700х865.
- «Куткин 1.0» от «Куткин»: 460х450х900.
- «Славянка Русский Пар» от «Сварожич»: 480х570х900.
- «Хангар» от «Теклар»: 440х670х800.
Кроме вышеперечисленных популярных моделей печек, существует и другие. Это касается в том числе и электрокаменок. В зависимости от производителя последние могут иметь совершенно различные размеры. Именно поэтому покупатель может без проблем подобрать для своей парилки именно такое устройство, которое лучше всего ему подходит.
Из кирпича
Для того чтобы определить размеры кирпичных печей для бани, необходимо прежде всего обратить внимание на габариты собственно самого кирпича, такие как:
- длина – 250 мм;
- ширина – 120 мм;
- высота – 65 мм.
Именно из кирпича стандартных размеров чаще всего и изготавливаются печи для бань. При этом внутреннее ядро отопительного сооружения защищается так называемым шамотным слоем.
Обладая информацией о габаритах материала, из которого создаётся печь, можно без проблем узнать ширину и длину сооружения, если есть её порядовка
Следует обратить внимание прежде всего на первый ряд кирпичей, который чётко покажет количество единиц структурных элементов на каждой из сторон. Для того чтобы посчитать будущую высоту печи, достаточно всего лишь умножить количество рядов на высоту кирпича и учесть 0,5 см каждого шва
Таким образом, расчёт размеров кирпичной топки занимает не более нескольких минут свободного времени.
Мы выяснили, как можно рассчитать оптимальную мощность для банной печи, узнали, от чего она зависит, научились пользоваться калькулятором, который серьезно упростит вам жизнь, особенно если вы не сильны в точных науках. После того, как вы узнали нужное значение мощности печи именно для вашей парной, можно смело выбирать вариант, который подойдет вам по цене и качеству.
Изготовить электрокаменку своими руками
Построить жаровню-каменку для подогрева парилки в бане не представляет особых трудностей даже для человека, малознакомого с ее устройством. Прежде всего, потребуется проложить в парилку и смонтировать систему защищенной электропроводки, рассчитанной на большую мощность.
Для стандартной электрокаменки нужно будет использовать трехфазную сеть с сечением жилы не менее 10 мм2. Если пугает наличие в бане высокого напряжения, то можно обойтись одним лишь парогенератором, вмонтированным в бане, как на схеме.
Стандартная каменка изготавливается в виде стального перфорированного ящика или корзины, установленной на термостойком основании.
Такую корзину можно вырезать из листа нержавеющей стали или сварить аргоновой сваркой из медицинской трубки. Использовать обычную арматуру, даже с гальваническим покрытием, не имеет смысла, металл со временем все равно будет ржаветь.
Вторым этапом необходимо подобрать нагревательный элемент. Для электрокаменки в бане подойдет один или несколько нагревателей от электрической печи или духовки. Спирали от бойлеров, кипятильников, чайников для постройки электрической каменки использовать нельзя, они быстро перегорают из-за высокой температуры нагрева, достигающей 180-200оС.
Остается лишь смонтировать элементы внутри корпуса электрокаменки, подключить их по параллельной схеме через управляющее устройство и засыпать емкость колотым гранитом. Качество нагрева у самодельной электрокаменки будет не хуже, чем у моделей промышленного изготовления.
Особенности расчета мощности для сауны
Вопрос «Как подобрать дровяную печь по мощности?» сложностей не вызывает, так как производители вместо этого параметра указывают для них кубатуру обогреваемой парилки. А вот для электрокаменок чаще всего проставляется только мощность потребляемой электроэнергии.
Поэтому при выборе печи для сауны, которая используется периодически и не имеет постоянного отопления, существует следующая рекомендация: если сауна деревянная (брус, бревно) и не имеет дополнительного утепления, в качестве номинальной мощности используют значения 1,4 – 1,8 кВт/куб.м. В случае, если помещение сауны отапливается постоянно, на кубометр будет достаточно 0,7 кВт.
Как рассчитать объем топки
Рассчитать печь для бани, которую планируется делать самостоятельно с питанием от электросети, достаточно просто. Нужно получить конечные требования к мощности и затем вычислить необходимое количество ТЭНов по их характеристикам и возможностям проводки.
Однако у владельцев бань часто возникают трудности с определением параметров дровяных печей. Здесь также нет ничего сложного. Достаточно высчитать объем топки, отсека, где будет гореть топливо. Формула расчета проста:
- объем вычисляется путем деления показателя требуемой мощности на 0.6 для печи, установленной непосредственно в парилке;
- литраж топки равен двукратному значению рассчитанной мощности, если печь стоит в смежном помещении.
Полученная цифра измеряется в литрах. Чтобы примерно оценить габариты топки, из нее нужно извлечь кубический корень и разделить результат на 1000. Так можно получить значение в линейных метрах. Однако это приблизительная оценка. Она покажет сторону кубика без учета вписывания геометрии топки в существующее помещение.
Конструкция газодровяных печей
Металлические печи для бани, работающие исключительно на дровах, быстро нагреваются и прогревают помещение, но, после прогорания топлива, остывают в течение 10-15 минут. По этой причине, приходится постоянно поддерживать горение в течение всего нахождения в парной.
Комбинированная печь для бани дрова-газ, не имеет подобного недостатка. После установки газогорелочного устройства, печка автоматически поддерживает необходимую температуру в помещении.
Фактически, двухтопливная печь для бани на газе и дровах – это классический вариант печного оборудования в современном исполнении. В конструкции предусмотрена вместительная каменка, для получения достаточного количества пара.
Типы конструкции в зависимости от принципа работы Существует несколько базовых модификаций банных печей, работающих на газе и дровах одновременно. По своему внутреннему устройству, отопители делят на несколько групп:
- Спаренные, имеющие две камеры сгорания.
- Перенастраиваемые.
- Моноблочные.
Конструкция спаренных печек, отличается наличием сразу двух встроенных камер сгорания, отдельно для газа и дров. По стоимости, данные приборы обогрева, обходятся дороже, приблизительно на ⅔ однотопливной печки. Перенастраиваемые модели, имеют уникальную конструкцию топки, переоборудующуюся под каждый тип топлива.
Современные моноблочные конструкции, оснащаются несъемным горелочным устройством. Для перехода на другой тип топлива, нет необходимости перенастраивать печку. В устройстве присутствует одна топочная камера и теплообменник. Горелка защищена стальным листом.
Газово-дровяные печи для бани, бывают спаренными, перенастраиваемыми и моноблочными. У каждой конструкции есть свои достоинства и недостатки, учитываемые при подборе подходящей модели.
Работа от газа
Для работы, комбинированной газодровяной печи для бани, внутрь топки монтируют ГГУ (газогорелочное устройство). Обязательно применение блока автоматики, регулирующего подачу газа и отключающее ГГУ при затухании пламени.
Газовые печи, подключаются к водяному контуру или работают как воздушные конвекционные обогреватели. В моделях с открытой каменкой, камни нагреваются непосредственно от воздействия пламени. В закрытых каменках, камни нагреваются за счет разогретых дымовых газов, не контактируя с огнем.
Для подключения печи, работающей на природном газе, потребуется получить разрешение, выполнить проект и сделать согласование, как и при установке любых других газовых теплогенераторов.
Использование дров
Баня с газо-дровяной печкой, удобна и тем, что при желании легко перейти на сжигание дров. Для этого, в перенастраиваемых печах, вытаскивают газогорелочное устройство и вместо этого навешивают дверку. При переоборудовании, потребуется установить колосниковую решетку, а также, проверить наполненность зольника.
Одноблочные и спаренные печи, не нуждаются в переоборудовании. Условия работы на дровах, отличаются от использования газа: температурой разогрева дымовых газов, временем, необходимым для выхода на рабочую мощность и т.п.
Одноблочные и спаренные печи удобны тем, что после топки бани дровами, можно перейти на сжигание газа, поддерживая необходимую температуру в автоматическом режиме.
Как рассчитать камни
Количество камня, которое размещено на печи, важно рассчитывать, в первую очередь, для русской бани. Именно энергия, накопленная булыжниками, будет использоваться для генерации горячего водяного пара.
Важно! С расчетом количества булыжников у владельцев самодельных бань возникают самые большие сложности. Если выбрать чрезмерный объем камня, он будет долго прогреваться и создавать нагрузку на элементы печи. Если камней мало – в парилке практически невозможно создать комфортные условия для отдыха.
По некоторым алгоритмам расчета, для 5 пользователей бани потребуется забутить целых 250 кг булыжника. Такая цифра неприемлема для большинства владельцев самодельных парилок. Поэтому следует воспользоваться очень старым советом. Он гласит:
- на 6 л испаряемой жидкости нужно выбирать 8 кг камня;
- на каждый кубометр парилки (с учетом потерь на окна, двери, кирпич) дополнительно добавляется 1.5 кг булыжника.
По среднестатистической оценке, один человек за час в парилке расходует от 0.5 до 0.8 литров воды. Таким образом, для парной на 5 посетителей потребуется испарять 4 литра жидкости ежечасно. Даже если рассчитывать помещение на непрерывное пользование в течение 4-6 часов, суммарные требования по количеству воды нужно уменьшать на треть, так как парная будет проветриваться, а ее посетители делать паузы.
В итоге получается, что камни в бане рационально рассчитывать на испарение около 19 литров воды. Это примерно 40 кг булыжника. Добавив требуемую массу на объем помещения, можно получить достаточно приемлемое количество камня, которое без труда разместится в любой бане.
Что такое электрокаменка с парогенератором
На рынке специального оборудования для бани существует огромное количество предложений электрокаменки на любой вкус и цвет. Есть конструкции с дополнительным вентилятором, которым воздух продувается через расскаленный камень. Многим владельцам бань нравятся системы с капельной добавкой ароматических жидкостей, от пива до липового отвара. Чтобы не отвлекаться на процесс нагрева, можно выбрать модель электрокаменки с дистанционным управлением и программируемым временем нагрева бани.
Чаще всего для небольшой бани знатоки и ценители пара выбирают более совершенные модели, оборудованные генератором пара. Зачастую возникает вопрос, зачем ставить в парилке устройство, выдающее поток раскалённых водяных паров, если можно обойтись обычной электрожаровней или, на худой конец, дровяной печкой для бани.
Мода на банные процедуры по-черному давно ушла, бороться с дымящей и коптящей печкой в русской бане способны лишь отдельные энтузиасты. Большая часть владельцев предпочитает комфортный отдых в парилке.
Система парообразования равномерно распределяет в пространстве сауны или бани нагретый до необходимой температуры воздух, ароматизированный и насыщенный раскаленными водяными парами.
По сути, парогенератор представляет собой змеевик или закрытый контур, оборудованный внешним нагревателем, например, электроспиралью или керамическим элементом. По теплообменнику вентилятором продувается воздух с одновременной подачей точно дозированного количества очищенной воды. На выходе получается идеально чистый пар без брызг кипятка.
В то же время электрокаменка с парогенератором для сауны является хорошим способом менять тепловой режим помещения. Вместо сухой перегретой атмосферы финской бани генератор поможет сделать ее более крепкой, насыщенной паром и менее жаркой, как в русской бане. Ну, а для любителей восточных, турецких или римских бань вполне доступно, управляя электрокаменкой своими руками, подобрать более прохладный, щадящий режим, как в термах или хамам.
Общая специфика расчета мощности и выбора печи
Резюмируя все вышеизложенное, отметим основные шаги, которые нужно совершить при выборе печи для бани:
- Определить вид топлива, на котором она должна работать. В группе газовых печей хорошо зарекомендовали себя модели «Сибирский утес» (со встроенным теплообразователем) и «Сибирь» (со встроенным парообразователем). Среди моделей, работающих на дровах, мы рекомендуем вам обратить внимание на печи линейки «Каскад».
- Рассчитать объем парилки.
- Уточнить информацию, которую требуется учитывать при выполнении расчетов (наличие и материал ограждающих конструкций).
- Рассчитать мощность печи.
Какие бы результаты у вас не получились, в интернет-магазине вы найдете подходящее оборудование.
Преимущества электропечи
Электропечи для сауны отличаются экологически чистой и безопасной эксплуатацией. Они изготавливаются в компактной форме и не мешают нахождению в сауне большого количества человек. Большим плюсом является возможность дистанционного управления. Работает такое устройство на электроэнергии, что не всегда является выгодным, учитывая постоянный рост цен на эту услугу. Обжечься об электрическое основание практически невозможно. Его покрытие состоит из стального материала, который не нагревается в процессе эксплуатации.
Обратите внимание: выбирать электропечь лучше из нержавеющей стали, чем окрашенного алюминия или цинка, так как такие конструкции дольше прослужат. К тому же материал не способен выделять при нагревании никаких вредных токсичных веществ.
Бытует мнение, что от электрических приборов кислород в помещении начинает иссыхать. Сейчас уже доказанным фактом является, что это мнение абсурдно. Единственное, что может случиться с электропечью – это перегорание нагревательной спирали, но ее легко поменять, заказав в интернете или купив в магазине.
Как выбрать печь для бани красивую и функциональную
Эстетическая сторона вопроса-дело сугубо индивидуальное. Потому советовать не станем.
Скажем лишь, что производители выпускают широкий ассортимент печей. Отличаются они цветом, формой, наличием панорамной стеклянной дверцы (можно топить из комнаты отдыха и любоваться пламенем) и прочим.
Что касается функциональности печей, то тут нужно понимать, что Вы хотите от печи.
- Многим необходимо нагревать воду, потому необходим бак для воды.
- Альтернативой баку служат теплообменники и змеевики, позволяющие вынести емкость для горячей воды за пределы парной.
- Толщина и тип стали топки и конструкции печи влияет на долговечность. Тут срабатывает принцип «дороже-лучше».
- Объём закладки камней-важный параметр: больше камней-лучше пар и суше баня после посещения.
- Наличие парогенератора в банной печи позволяет получить настоящий «лёгкий пар». (например термофоровский «гейзер» по отзывам очень даже не плох)
Теперь понятно как выбрать печь для бани: особое внимание уделить расчету мощности, затем функциональности и только потом красоте.
Практические советы, как подбирать размер печи для бани
Есть несколько ключевых факторов, которые нужно принимать во внимание.
- Самое важное, чтобы габариты отопительного агрегата соответствовали размерам помещения. Для небольшой парилки следует отдавать предпочтение компактной модели, это обезопасит от соприкосновения с горячей поверхностью и убережёт от ожога.
- Конструкцию нужно продумать заранее, чтобы облегчить работу с нагревательными элементами и иметь возможность регулировать температуру.
- Мощность должна быть достаточной для хорошего прогрева помещения и образования пара.
- Чтобы исключить возможность самовозгорания, обязательно соблюдать все правила пожарной безопасности, регламентируемые СНиПом 41-01-01.
Размеры печи для бани – это важный аспект, на который стоит обращать внимание. Ответственно подойдите к изготовлению этого элемента, и ваша баня станет местом лучшего отдыха.
Подпишитесь на наши Социальные сети
Эксплуатация печи
- Не превышайте температуру воздуха в парной более 100 градусов. Такая температура не только вредит здоровью: сушится кожа и дыхательные пути, но и провоцирует выделение вредных веществ из дерева.
- Нельзя добавлять в воду для подачи на камни эфирные масла. Нужно использовать специальные составы, которые испаряются, а не выгорают. Достаточно просто поставить в угол ёмкость с горячей водой и капнуть в нее немного масла.
- Соблюдайте правила противопожарной безопасности. Не сушите одежду даже над выключенной печкой.
Сегодня в нашей стране газификация есть не во всех районах, и жителям этих местностей приходится готовить еду только на электрических плитах. При покупке такого аппарата для кухни важны следующие факторы: уровень функциональности и энергетической эффективности. Ведь электрическая плита в доме – это главный потребитель электричества.
Содержание
- 1 Воздействие мощности плиты на работу и расход энергии
- 2 Виды плит и вычисление потребления ими энергии
- 3 Нормативные параметры мощности
- 4 Пропорциональность мощности и потребления энергии
- 5 Категории потребления энергии
- 6 Специфики присоединения к сети
- 7 Индукционные модификации
- 8 Итоги
Воздействие мощности плиты на работу и расход энергии
При покупке плиты нужно приготовиться к тому, что она станет поглощать огромные объёмы электричества. Мощность у электрической плиты больше, чем у других аппаратов. В домах, не обеспеченных газом, ставятся только плиты на электричестве, и там действуют льготные меры касаемо электроэнергии. Остаётся только выяснить стандартную мощь такой плиты.
Виды плит и вычисление потребления ими энергии
Степень расхода энергии таким аппаратом напрямую обусловлена его видом. На сегодняшний день распространены две категории плит:
- Классическая. В ней поверхность нагревается за счёт обычных ТЭНов.
- Индукционная. Нагрев здесь осуществляется благодаря индуцированию вихревых потоков, которые образуются высокочастотным магнитным полем. Его диапазон: 20 – 100 кГц.
Также есть комбинированные версии. В них одни конфорки оснащены ТЭНами, а другие действуют по индукционному методу.
Нормативные параметры мощности
Варочная панель, оснащённая парой чугунных нагревательных компонентов, обычно имеет такой параметр – 2000 Вт. Сколько в технике для большой семьи? Версия в 4 конфорки имеет показатель в 5000 Вт. Если у такой версии индукционная работа, то параметр может достигать 10400 Вт.
Чем больше в плите нагревательных составляющих и других функциональных опций, тем больше на неё расходуется энергии.
Выбирая технику, следует учитывать, что на мощность плиты влияет динамика нагревания конфорок.
Пропорциональность мощности и потребления энергии
Обычный аппарат в четыре конфорки поглощает ориентировочно 4-8 кВт/час. Это среднее значение, оно вычисляется при условии одновременной работы всех конфорок. Когда задействована только одна, параметр значительно скромнее.
Грамотная эксплуатация плиты позволяет достичь экономии. Например, можно следовать таким критериям:
- Чтобы не допускать потерь лишнего тепла, у конфорки и кастрюли должны быть идентичные диаметры.
- Лучше применять посуду с гладким дном. Это положительно сказывается на тепловой передаче.
- Конфорки из чугуна выключайте немного раньше, чем вы снимите с них посуду. Ведь им для остывания требуется много времени, а процесс приготовления не прекратится и после их выключения.
Чтобы сэкономить максимально, необходимо иметь данные по мощности функциональных составляющих плиты в отдельности. Далее предлагаются их ориентировочные показатели:
- Конфорка, имеющая диаметр менее 14,5 см, поглощает 1 кВт.
- Конфорка, чей диаметр равен 18 см, расходует 1,5 кВт.
- Элемент, диаметр которого составляет 20 см, поедает 2 кВт.
- На осветительный прибор плиты приходится 15-20 Вт.
- На грильный ТЭН – 1,5 кВт.
- Нижний ТЭН поедает 1 кВт.
- Верхний ТЭН – 0,8 кВт.
- Двигатель, устроенный на вертеле, ест 6 Вт.
Таким образом, самые значительные расходы энергии получаются, когда функционирует самая большая конфорка. Также следует учитывать, что процесс готовки на ней проходит быстрее.
Категории потребления энергии
Каждая фирма-производитель желает быть конкурентоспособной и выпускать аппараты, потребляющие меньше электричества. И плиты, как и прочие приборы, принадлежат к определённым классам поглощения электричества. Категории обозначаются буквами A, B, C … G. Начало идёт от высшего обозначения.
Сегодня часто встречаются такие вариации: А++ и даже А+++. Это свидетельствует о том, что параметры потребления превосходят категорию А.
На категорию влияет объём поглощения электричества при достижении заданных температур. Самые большие объёмы расходуются при работе духовки. Но если этот отсек хорошо изолировать, можно сократить потери тепла, и так получится значительная экономия.
Специфики присоединения к сети
При монтаже плиты необходимо учитывать её максимальную мощь. И здесь важно соблюдать некоторые правила. Чтобы установить плиту, необходимы:
- Силовая розетка на 32 А.
- Вводная автоматика минимум на 32 А.
- Медный кабель с тремя жилами. У него должна быть двойная изоляция и минимальное сечение 4 кв. мм.
- УЗО с минимальным показателем 32 А.
Контакты не должны перегреваться. Поэтому каждый компонент проводки выполняется очень качественно. Здесь строго соблюдается техника безопасности и инструктаж по установке.
Специалисты утверждают, что поглощение электричества таким аппаратом зависит не только от его качеств, но и в большей мере от условий эксплуатации.
Индукционные модификации
Отдельную позицию среди плит занимают модели с индукционными нагревателями. У них серьёзная мощность, и соответственно, цена. При их грамотном применении можно сэкономить на расходах электричества. Причины тому следующие:
- Высокая скорость нагрева.
- Автоматическое отключение нагрева, когда с конфорки снимается посуда.
- Используется посуда, исключающая тепловые потери.
Индукционные аппараты действуют по инновационной технологии — нагревается не сама конфорка, а дно поставленной на неё посуды. От неё нагревается рабочая площадка, но максимум до 60 градусов. Кулинарный процесс при этом происходит намного быстрее. Тепловые потери минимальны, а поверхность из стеклокерамики не отдаёт тепло воздуху в помещении.
Как уже было замечено, при грамотной эксплуатации индукционная модификации может стать очень экономной. Но в целом она потребляет большие объёмы энергии.
А если у неё четыре конфорки, расходы составляют порядка 7 киловатт электричества. Но это траты только при всех одновременно включённых конфорках, и только если они трудятся на максимуме.
Подобное явление происходит очень редко. Обычно такая необходимость возникает, когда нужно быстро приготовить очень большие объёмы еды.
Обычно пользователи не доводят конфорку до максимума, значений от 6 до 8 вполне достаточно. А для простого подогрева хватит и 3-5. По этой причине траты электричества намного скромнее.
Ещё индукционный аппарат вдвое быстрее разогревает воду и еду при аналогии с обычной моделью. Чем быстрее нагрев, тем больше экономия.
Показатели по конфоркам таковы:
Две имеют диаметр 16 см. Каждая потребляет по 1500 Вт.
Диаметр средней конфорки равен 18 см. Она поглощает 2000 Вт в месяц.
Диаметр большой конфорки больше на 3 см параметра средней. Она ест тоже 2000 Вт. В совокупности получается 7 кВт.
Обычно у пользователей задействована пара маленьких конфорок. Перед тем, как проектировать электросистему и выполнять подключение в вашем жилище, учтите максимальное потребление электричества индукционным аппаратом.
Такие плиты сегодня очень востребованы. Многим нравятся их технология и преимущества. Однако есть и скептики. Они руководствуются следующими предубеждениями:
- Серьёзный вред здоровью от магнитного поля. Согласно данным исследования, напряжение поля плиты в 90 раз уступает параметру рядового фена.
- Для индукционной модификации требуется приобретать за большие деньги специальную посуду. На практике это не так. И многие, уже устаревшие кастрюли, покрытые эмалью и сделанные из алюминия, обладают ферромагнитными качествами, что только положительно сказывается на процессе индукции и экономии энергии. В качестве теста можно всего лишь подставить магнит ко дну ёмкости. Если он прилип, значит, она годится.
- На поверхности из стеклокерамики раскаляются все металлические предметы. В действительности же есть ряд технологий, обороняющих от подобного. Здесь главный принцип таков: без посуды отсутствует индукция.
Итоги
Таким образом, когда вы намереваетесь приобрести плиту, работающую на электричестве, нужно хорошо проанализировать индукционные и классические модели. Первые сегодня в плане функциональности и экономии считаются лучшими. И они завоёвывают всё большую популярность.