Наивность не вымрет или «Выжигающие кислород» нагреватели и нагреватели, у которых КПД выше чем у других

В связи с общим понижением тепла ближе к осени (на Урале, например уже иней видели по утрам), а так же тем фактом, что тепло у нас в дома дают не сразу, возникает вопрос об автономных электрических источниках тепла. Выбор тут за каждым, но хотелось бы поговорить о распространенных мифах, а так же откровенном обмане (если точнее – завуалированном вранье), который распространяют производители бытовой техники в отношении одного из самых простых бытовых устройств – электрообогревателей (нагревателей) всех типов.
Несомненно, что движет ими вполне понятная цель – продажа товара (а желательно еще и более дорогого товара).
И продавцы не стесняются для его рекламы и продвижения употреблять не совсем честные методы, озвучивая якобы «факты», пользуясь неграмотностью или неосведомленностью людей.

Первое утверждение, которым пытаются продвинуть тот или иной электронагреватель является утверждение и убеждение, что именно этот прибор хорош тем, что он «не выжигает кислород».
Давайте разберемся какие приборы «выжигают кислород», а какие «не выжигают», и не является ли это все разводом «на неграмотного лоха».
Обычно вам говорят такое, когда вы выбираете между нагревательным прибором с открытой спиралью (калориферы и ) и масляным радиатором. Особо упоротые продавцы, могут вам втюхивать даже то, что и масляный радиатор «выжигает кислород», а вот тот «супер доброе тепло» или вот тот инфракрасный нагреватель не выжигает кислород. При этом вам даже напомнят что «вы же помните как после простого нагревателя болит голова» ну и т.д.
Какие бывают электрические нагреватели?
- Нагреватели открытого типа (конвекционные или конвекторные). Они делятся на чисто конвекционные и принудительно обдуваемые (электрокалориферы).
- масляные электронагреватели
- потолочные инфракрасные нагреватели
- теплый пол (имеется ввиду не водяной, а электрический теплый пол – пленка и шнур).

Итак давайте отбросим маразм и предрассудки и поговорим с точки зрения физики процесса.

Начнем с самых простых. Это электроконвекторы и электрокалориферы.
Самые простые (и поэтому самые дешевые) электрические нагревательные приборы. Именно про них продавцы говорят, что они «сжигают воздух», как бы намекая и предлагая купить более лучший масляный обогреватель или потолочный инфракрасный нагреватель (у который цены в несколько раз выше).

Итак. Какова же физика процесса в обыкновенном нагревателе с открытой спиралью?
На нагревательный элемент (обычно выполняемый из нихрома – сплаве металлов, который не окисляется при нагревании, и не перегорает) подается электрический ток. (Нихром состоит из 55—78 % никеля, 15—23 % хрома, с добавками марганца, кремния, железа, алюминия. Его физические и электрические свойства удобны тем, что он выдерживает высокую температуру, не плавясь, и при этом обладает достаточно высоким удельным сопротивлением, что делает его отличным материалом для изготовления нагревательных элементов). Согласно закону, названному в честь двух замечательных людей Джоуля и Ленца, вся потребленная проводником (в данном случае электронагревательным элементом) электрическая энергия обязательно полностью выделяется в виде тепловой энергии.
Выражается это в конечном итоге в виде вот такой формулы: Q=I^2*R*t. (Здесь I в степени 2).
То есть количество тепловой энергии, выделившееся при прохождении тока через электрический проводник, равно квадрату величины тока (в амперах) умноженному на сопротивление нагревательного элемента и умноженное на время. Можно так же перевести это в знакомы нам ток и напряжение Q=U*I*t (напряжение на нагревателе, умноженное на проходящий ток, и умноженное на время) или напряжение и сопротивление нагревательного элемента Q=U^2/R*t (Здесь U в степени 2)(напряжение в квадрате на нагревателе, деленное на сопротивление нагревателя и умноженное на время).
В любом случае ток, пройдя через спираль нагревателя, выполнил работу, выделяющуюся в виде тепла (тепловой энергии).
Соответственно, нагреватель (нихромовая спираль), нагрелся.

Это сообщение отредактировал tserg - 2.09.2018 - 13:30

Далее физика процесса в том, что спираль отдает тепло окружающему воздуху, с которым он контактирует.
Все знают, что нагретый воздух поднимается вверх (это явление носит название «конвекция»).
Таким образом, нагретый спиралью воздух поднимается вверх и выходит через щели (прорези, решетки) в нагревателе, а не нагретый воздух поступает к спирали снизу. Создается конвекционное движение воздуха через нагреватель.
Так же спираль нагревает корпус нагревателя за счет инфракрасного излучения. В свою очередь внешняя сторона корпуса также отдает инфракрасное излучение наружу, нагревая близко расположенные предметы.

Итак, с физикой нагрева мы разобрались.
А как же быть с выжиганием кислорода?
Начнем с того, что сам термин «сжигание кислорода» в корне неверен. Невозможно «жечь» или «сжечь» кислород в воздухе. Кислород – негорюч. Он не горит. От слова «Совсем». Вспомним, что горением является бурное является окисление вещества при химической реакцией с окислителем, с выделением при этом огня.
Так как кислород является окислителем, то он не может гореть. Горит любой другой материал, вещество (дерево, бензин, пластик) при окислении его кислородом (но не наоборот). Говоря языком детской книжки «кислород не горит, а поддерживает горение». Самое простейшее вещество на земле является процессом горения водорода, когда атомы водорода окисляются атомами кислородом.
Так значит, когда горит дерево, оно выжигается (сгорает), потребляя (естественно) кислород
А сам по себе кислород «выжечься» ничего не окислив, не может. То есть он не может аннигилироваться, на произведя химической реакции.
Вернемся к нагревателю. Когда вам скажут, что электроприбор «выжигает кислород», то спростие у этого умника, про то, куда деваются продукты этой химической реакции и в каком количестве?. При таком вопросе, умник обычно начинает «троить» и переходит на «калильное зажигание» (старые автомобилисты поймут).
Чтобы кислород «выжегся», то есть вступил в реакцию окисления – в нагревателе долен окислиться от этого кислорода какое-то вещесто. Наверное по логике – это матерал нагревательной спирали.
А теперь вспомним, что является продуктом окислительной реакции? Правильно – окислы (оксиды).
Если окислилось (выгорело) железо – будет оксид железа.
Если окислилась (выгорела) медь – будет оксид меди.
Если окислился (выгорел) материал, из которого состоит нагревательная спираль (нихром) – то будут оксиды веществ, из которых состоит сплав нихром.
И вот в чем вы можете не сомневаться – то оксиды эти будут в виде мелкого мерзкого порошка на дне нагревателя, а сам нагреватель перестанет функционировать, т.к. вся нагревательная спираль превратилась в кучку порошка на дне. Спираль сгорела.

А что же с кислородом? Если учесть, что масса самой нагревательной спирали – несколько сот грамм, то кислорода на этот процесс потребуется столько же, сколько нужно одному человеку для нескольких вдохов.
То есть, если у вас в комнате сидит 2-3 гостя, то они за десяток секунд «выжгут» ртом у вас больше кислорода, чем если бы выгорели все нагревательные спирали всех электроприборов в доме (причем не просто перегорели, а именно выгорели все 100% длины всех спиралей и превратились в порошок).
Но вот нагревательные приборы почему-то (упрямые наверное) не хотят взять и сразу превратиться в пепел. Более того, они даже перегорать не хотят, и вообще работают годами, никак не собираясь превратиться в оксиды. Количество материала, размер спирали и количество проходимого через спираль тока подбираются производителем таким образом, чтобы материал не нагревался до диких температур, при которых он начнет вступать в реакцию с кислородом, перегорая при этом.
Ответ ну просто очевиден – если металл не превращается в оксид металла – то он не вступил в реакцию окисления. То есть химического взаимодействия с кислородам нет.
Итак, с точки зрения наук химии и физики, никакого «выжигания» кислорода электронагревательными приборами нет и быть не может, иначе нагревательные элементы тут же бы разрушились и превратились в оксиды.

На картинке – спираль нагревательного элемента, которая «сожгла» кислород

Это сообщение отредактировал tserg - 2.09.2018 - 13:26

Так о каком же «запахе» или «головной боли» говорят продавцы (и некоторые покупатели даже вспоминают, что вроде бы и запах был, и даже голова что-то не то).
Запахов тут может быть два:
-в первые несколько включений на поверхности нагревательной спирали отгорают остатки пыли, грязи и консерванта, который был на нихроме, когда его еще перевозили бухтами перед тем, как сделать из него нагревательный элемент.
- в реальном воздухе в квартире всегда содержится небольшое количество пылинок, которые попадая на спираль, сгорают, выделяя запах. Именно поэтому, при первом включении долго не использующегося электронагревательного прибора, появляется неприятный запах.
- одной из разновидностей ощущения «тяжелого воздуха» - может быть такое явление как осушение воздуха спиралью. Одним из недостатков открытых спиралей, является то, что они напрямую воздействуют на влажность прошедшего воздуха. Воздух в помещении становится немного более «сухим». Вопрос решается блюдом или банкой с водой, поставленных рядом с нагревателем.

Это сообщение отредактировал tserg - 2.09.2018 - 13:27

Одна из разновидностей электронагревателей с нагревательной спиралью открытого типа являются электрокалориферы. В них количество проходящего через спираль тока таково, что нагревает спираль значительно сильнее, чем в простом электроконвекторе, и если не предпринять мер, то спираль очень быстро перегорит (расплавится и окислится). Чтобы этого не произошло, спираль все время охлаждается потоком набегающего воздуха, нагнетаемого принудительно.
То есть мы имеем возможность подать направленную струю большого количества воздуха, используя для нагрева (и естественно, отдавая его воздуху) большее количество энергии, чем при простом конвекционном способе.
Все очень просто – хотим больше тепла в единицу времени при тех же размерах – надо принудительно охлаждать. Что и делает вентилятор.
Достоинство электрокалорифера – сразу дает большое количество тепла, которое можно направить в нужную сторону. При этом более эффективно перемешивает воздух в помещении.
Недостатки – требуется следить за тем, чтобы не прекращался поток воздуха. В случае неисправности вентилятора – спираль очень быстро перегорит. И еще из недостатков электрокалориферов – издаваемый ими шум вентилятора.
Есть еще один общий недостаток электронагревательных приборов со спиралью открытого типа (электроконвекторов и электрокалориферов) – категорически запрещается попадание воды, влаги внутрь корпуса. Так, как электрические проводники в них открыты, то попадание воды может вызвать замыкание, со всеми нехорошими последствиями.
Так что на таких приборах не получиться посушить мокрые носки или штаны после веселых катаний с горки во дворе.

Теперь о масляных нагревателях.
Принцип их работы в том, что нагревательный элемент погружен в масло. Масло, как известно является очень хорошим переносчиком тепла. Таким образом тепло от электрической спирали отдается маслу, которое внтури нагревателя конвекционно перемещается и отдает его корпусу нагревателя.
Для увеличения площади контакта с воздухом (при сохранении тех же габаритов), корпус нагревателя делают в виде «батареи-гармошки». Нагреватель отдает тепло воздуху путем непосредственного контакта с воздухом, а так же путем инфракрасного излучения от своей поверхности – ближайшим предметам.
Достоинство масляных нагревателей – они не боятся попадания воды на поверхность. На них можно спокойно сушить ваши мокрые носки и штаны.
Из недостатков масляного нагревателя – они намного тяжелее конвекционных (что немаловажно для пожилых людей). У них есть тепловая инерция. То есть для того, чтобы нагревателю начать нагревать окружающий воздух, требуется сначала разогреть несколько литров масла, а на это уходит определенное количество энергии и времени.

Следующий вид электронагревателя – теплый электрический пол.
Выполняется в виде электрического шнура или электрической плени, проложенной под кафелем или ламинатом пола.
В основном нагревательный шнур применяется для нагрева кафеля в ванных., а вот пленочный для ламината в комнатах.
У данного нагревательного прибора есть огромное преимущество перед портативными нагревателями (конвекторами, электрокалориферами, масляными радиаторами) – он сразу нагревает весь пол, и при этом он не горяч. Об него нельзя обжечься.
Физиология человека такова, что если вы даже нагрели воздух в комнате, а нижняя часть конечностей и особенно ступни, находится в холоде – то вам все равно будет некомфортно. «Береги ноги в тепле, а голову в холоде»- известная поговорка.
Ну и естественно. От холодного пола страдают больше всего маленькие дети.
Достоинство теплого пола в том, что сам пол сразу же становится уютным, теплым. По нему комфортно ходить даже голыми ногами.
Ну и остальная квартира прогревается привычным для тепла конвекционным способом. Нагретый от теплого пола воздух поднимается вверх, нагревая остальные предметы.
Несомненным плюсом пленочного теплого пола является его абсолютная пожаробезопасность. Пленка нагревается незначительно. Даже если вы возьмете пленку, и укутаете ее сверху и снизу в десятки одеял (теплу некуда будет выходить), и подадите на нее полное напряжение безо всяких регуляторов – то даже в этих условиях она не может нагреться выше 60 град. Причина – распределение мощности по очень большой площади, плюс материал нагревательных элементов. Чем больше температура, тем хуже он начинает проводить ток.
Недостатков у теплого пола три:
1. – высокая стоимость и необходимость сложного монтажа (в отличие от мобильных нагревателей, которым кроме розетки ничего не нужно), с грамотной разводкой системы регулирования
2. необходимость подведения мощной электропроводки. Например, теплый пол для комнаты размером 20 квадратных метров, потребляет мощность 4,4 кВт, (при использовании стандартной пленки мощностью 220 Вт/квадратный метр) . Это значит, что необходимо заводить отдельный провод из электрощитка и садить это все на отдельный автомат.
3. Вам надо обязательно следить за тем, чтобы вы ненароком не просверлили пол в том месте, где проходят токопроводящие шины и нагревательные элементы. Если у вас планируется установка каких либо конструкций (типа детских турников), где нужно что-то прикрутить к полу, то вы должны рассчитать их место до того, как уложите нагревательную пленку)

Инфракрасные потолочные нагреватели. Это одно из новомодных способов развести покупателя на деньги.
Ошибка покупателя заключается в том, что инфракрасные потолочные нагреватели можно использовать только в качестве дополнительного нагревателя. Те же кто покупают их в качестве основного (а иногда и единственного) нагревателя – потом очень сильно разочаровываются и матеряться.
Все работает с точностью до «наоборот» по отношению к том, что описано в рекламных буклетах (как на представленной картинке).
Физика проста. Принцип работы – использования способа передачи энергии в виде излучения (в данном случае - инфракрасного). По всем законам физики, количество энергии ненаправленного излучения, попадаемого на единицу площади, обратно пропорционально квадрату расстояния.
Что это значит? Это значит, что квадратный метр стола, находящийся в 1,5 метрах от нагревателя получит в 2-2,5 раза больше чем квадратный метр пола, находящийся в 2,3 метра от нагревателя (не забываем. Что нагреватель расположен чуть ниже потолка).
А квадратный метр пола в дальнем углу комнаты получит в 2-3 раза меньше, чем тот же кусок пола, но под нагревателем, и в 5-9 раз меньше, чем такой же кусок стола.
Короче будет, выражась русским языком - «в голову жарит, а ногам холодно»
Ну и кроме того, сам нагреватель, находяь по потолком, очень сильно разогревается (ибо принцип таков – для того, чтобы отдать от предмета инфракрасное излучение – надо этот предмет нагреть). Это с точки зрения пожаробезопасности – не очень хорошо. Ну и нагретый инфракрасный нагреватель часть выделяемого тепла тратит на нагрев воздуха под потолком, который в свою очередь тупо нагревает потолок (что нафиг никому не нужно).

Это сообщение отредактировал tserg - 2.09.2018 - 13:28

Второй рекламный трюк (а сели говорить прямо – то откровенное вранье) – это когда вам говорят, что КПД «именно этого» нагревательного прибора на 20-30% больше чем КПД «простого» нагревателя. Ну или как разновидность – «этот» нагреватель на столько-то процентов экономичнее всех остальных.
Запомните одну вещь – КПД любого электронагревательного прибора = 100%
Что есть КПД (Коэффициент полезного действия) любого прибора? – Это то количество потребленной энергии, которое было трансформировано каким-либо прибором в другой нужный нам вид энергии.
Например КПД самых совершенных паровозов не превышает 9%. Это значит, что только 9 % всего тепла, выделившегося при сгорании угля, ушло на энергию перемещения поезда. Все остальные 91% энергии ушло в виде ненужного вида энергии (тепла) в атмосферу.
КПД дизельных двигателей уже выше – около 30%. Это значит, что 30% тепла, выделившегося при сгорании дизтоплива преобразуется в нужную нам механическую энергию. Все остальное – в виде тепла в атмосферу.
КПД современных электродвигателей достигает 98%. То есть из 100% потребленной электрической энергии в механическую энергию преобразуется 98%. Оставшиеся 2 % выделяются в виде тепла.
А теперь рассмотрим любой электронагревательный прибор, который потребил например 1 кВтч электроэнергии. Допустим, кто-то не очень умный вам скажет, что в полезную энергию (в виде тепла) он преобразовал 70% потребленной энергии. Тогда у нас осталось еще 30%. Которые должны теряться в виде ненужного вида энергии…..то есть опять же тепла!
Именно в электронагревательном приборе нужный и ненужный вид энергии – это одно и то же.
В общем –электрическая энергия была потреблена нагревательным электроприбором, то все 100% ее преобразованы в нагрев – то есть в тепловую энергию. Отдается она двумя путями – путем прямого нагрева с контактирующим воздухом а так же путем инфракрасного излучения – ближайшим к нагревателю предметам и поверхностям. Но все 100% съеденного из розетки – уходят на нагрев воздуха и комнаты.
Тот, кто докажет обратное – тут же разрушит физический закон сохранения энергии, и получит нобелевскую премию. Есть только один прибор на земле, который способен переводить энергию в вещество – это адронный коллайдер.
К счастью у нас в квартире не коллайдер, а нагреватель. И потому, любому продавцу, который вам скажет, что КПД этого нагревателя на 30% больше, чем у другого – можете сказать что он неуч.

Вот пример «некрасивого» отношения к потребителю. Стыдно, уважаемый производитель! Вы своих покупателей дураками считаете.

Это сообщение отредактировал tserg - 2.09.2018 - 13:31

Что в итоге?
1. Электронагревательные электроприборы не сжигают кислород. Ни один! Ни грамма!
2. КПД всех электронагревательных приборов = 100%
Выбор электронагревательного прибора зависит только от назначения его использования, а так же финансовых возможностей покупателя.
- Электроконвекторы – дешевы, легки. Для хорошей эффективности можно поставить 2 в разных углах комнаты. Боятся попадания влаги. Могут первоначально издавать запах при длительном воздействии пыли. Немного понижают влажность в комнате «высушивая» воздух (ощущают только особо чувствительные люди). Решается открытой банкой или блюдом с водой, стоящими рядом с нагревателем
- Электрокалориферы – позволяют максимально быстро нагреть локальное место в помещении, используя направленный поток теплого воздуха. Способствуют принудительному перемешиванию воздуха в комнате. Недостатки те же что и у электроконвектора. Еще один недостаток – опасность перегорания (и возможно пожара) в случае неисправности вентилятора
- Масляный радиатор – Не боится попадания влаги на поверхность. Недостатки – Дороже электроконвектора, тяжелый, требуется время для предварительного прогрева. (Существуют варианты с встроенным вентилятором, который помогает более быстрее прогреть помещение).
- В отношении Электроконфекторов и электрокалориферов имеет так же такой нюанс. Как цвет. Черный прибор будет более эффективно греть тепловым (инфракрасным) излучением ближайшие предметы (в радиусе порядка 0,5-1 метра), чем белый. Чисто белый отдает тепло практически только конвекционно вверх, с потоком воздуха. Черный успевает при этом погреть и вокруг себя.
- Теплый электрический пол. Самый эффективный для создания комфорта вариант. Недостатки – дорого, необходимость монтажа со вскрытием пола (ламината), боится засверливаний в пол, для пола большой площади необходима усиленная электрическая проводка.
- Инфракрасные потолочные нагреватели – эффективны только в качестве дополнительных нагревателей. Недостатки – Дорого. Вопросы по пожарной безопасности при использовании деревянных потолочных перекрытий. Абсолютный провал, если используется в качестве основного (или единственного) источника тепла.

Решать какой нагреватель вам нужен – исключительно вам. Главное не попасться на обманные рекламные ходы.

Ну а что, разве нет нагревательных приборов, которые сжигают кислород? Конечно же есть!
Это как раз первые в истории человечества нагревательные приборы, принцип которого и был основан на «сжигании» кислорода (а если точнее- на сжигании топлива в процессе химической реакции с окислителем - кислородом). Но для эксплуатации таких источников тепла, в домах обязательно конструируют систему вытяжной вентиляции и труб!

Всем уюта этой осенью!

Это сообщение отредактировал tserg - 2.09.2018 - 13:32

Все хорошо, но 100% КПД не имеет ни один из перечисленных нагревателей. Те же спиральные светятся, а значит из инфракрасного (греющего) диапазона некоторое количество энергии ушло в видимый (не греющий) диапазон... Я уже не говорю об потерях в проводке подключения, узлах регулировки и прочем...

Это сообщение отредактировал P376 - 2.09.2018 - 13:30

КПД 100%-впечатляет..)
а по теме- цех, высота потолка 5 м, стены-из говна и палок, распашные ворота, потолочные инфракрасники(панель, не ТЭН) итог-зимой+25 в помещении.. сколько и какой мощности-врать не буду, не помню..)

Это сообщение отредактировал dobbermann - 2.09.2018 - 13:32

Русская печь - наше всё.

Во, во... Не, на калорифере обед разогреть можно , но вот приготовить/испечь - это вряд-ли...

Это сообщение отредактировал P376 - 2.09.2018 - 13:31

100% КПД-это что-то новое.

"КПД электронагревательных приборов = 100%"

Так бывает

Звоните в Стокгольм!

Для нагревательных приборов - именно 100%

Вам выше пояснили.
Что КПД - это количество нужного вида энергии, равное количеству потребленной энергии минус количество энергии, потраченной в виде вредной (неиспользованной) энергии (ну и умноженного на 100%)

В электродвигателях - 98% механическая - полезная. 2% тепловая - вредная. Вместе - 100%.
У дизельного двигателя КПД 30%. Это значит что 30% он выдает в виде механической - полезной энергии. 70% в видетепловой - вредной. Вместе - 100%
Электронагревательный прибор - это прибор, в котором полезным видом энергии является тот, который во всех остальных приборах является вредным - то есть тепловая энергия.
Для электронагревательных приборов вся потребленная энергия переводится в тепло. Нет еще какого-то ненужного вида энергии, в которое переходит потребленная.

Тот, кто тут попытается сказать что не 100% потребленной электроэнергии перешло в тепло - (то есть КПД не 100%, а допустим 90%) - пусть озвучит, в какой вид энергии перешли эти 10%?
Тупить будет долго

Это сообщение отредактировал tserg - 2.09.2018 - 13:42

Мне в школе вообще говорили, что КПД в 100% быть не может

Условно 100%.

Дома спорим бывает. Окислы (оксиды) - где? один из моих аргументов.
Не действует. Где она услышала про выжигание кислорода? Где эту хрень распространяют?
Пришел к такому выводу: самовнушение действует на психику. Поэтому топлю сплитом, а потом глядишь и отопление включат. Если приходится включать спиральный, то в дальней комнате. Дома мир и спокойствие.

Это сообщение отредактировал Мачупикчу - 2.09.2018 - 13:36

с ТС-ом придётся делиться..)

Ты школу одним ухом посещал.

Потери в проводке и узлах регулировки тоже греют квартиру!