Теплова гармата – це потужний опалювальний пристрій для швидкого обігріву великих приміщень, будівельних об'єктів та відкритих майданчиків. На відміну від звичайних обігрівачів гармата створює спрямований потік гарячого повітря з високою швидкістю, що дозволяє за короткий час підняти температуру в приміщенні на 10-20°C.
Теплова гармата працює за принципом примусового повітрообміну з нагріванням. Вентилятор забирає холодне повітря з приміщення, проганяє його через нагрівальний елемент і викидає вже гаряче повітря в зону, що обігрівається. Швидкість повітряного потоку становить 3-8 м/с, що у 5-10 разів перевищує природну конвекцію.
Процес нагрівання відбувається миттєво. При включенні нагрівальний елемент досягає робочої температури за 30-60 секунд, а вентилятор відразу починає виганяти повітря. Температура повітря, що виходить, може досягати 60-80°C для електричних моделей і 200-300°C для газових і дизельних гармат.
Ефективність обігріву досягається за рахунок примусової циркуляції. Звичайний обігрівач нагріває повітря лише біля себе, теплова гармата розподіляє гаряче повітря по всьому об'єму приміщення. Дальність викиду гарячого повітря становить 5-15 метрів, залежно від потужності вентилятора.
Цикл роботи регулюється термостатом чи таймером. При досягненні заданої температури нагрівальний елемент відключається, але вентилятор продовжує працювати ще 2-3 хвилини для охолодження. Це запобігає перегріву внутрішніх компонентів та продовжує термін служби пристрою.
Конструктивні елементи та їх функції
Нагрівальний елемент є основним компонентом теплової гармати. В електричних моделях використовуються тен потужністю від 2 до 30 кВт або керамічні нагрівачі. Газові гармати оснащуються пальниками із системою подачі газу, дизельні – камерою згоряння із форсункою. Температура нагрівання варіюється від 80 ° C у керамічних елементів до 800 ° C в камерах згоряння.
Вентилятор забезпечує рух повітря через нагрівальну камеру. Використовуються осьові чи відцентрові вентилятори продуктивністю від 200 до 2000 м³/год. Осьові вентилятори створюють спрямований потік, відцентрові – рівномірніший розподіл повітря. Потужність електродвигуна вентилятора становить 50-500 Вт залежно від розміру гармати.
Далі важливу роль відіграє система контролю температури. Термостат підтримує температуру з точністю ±2-5°C. У бюджетних моделях використовуються біметалічні термостати, у просунутих – електронні із цифровим дисплеєм. Датчик температури розміщується на виході гарячого повітря для точного контролю.
Корпус захищає внутрішні компоненти та забезпечує безпеку експлуатації. Виготовляється із сталі товщиною 1-2 мм із порошковим забарвленням або нержавіючої сталі. Усередині корпусу розміщується теплоізоляція з базальтового волокна завтовшки 10-20 мм. Це запобігає нагріванню зовнішньої поверхні вище 40-50°C.
Система управління включає вимикачі, регулятори потужності та індикатори стану. Прості моделі мають механічні перемикачі, просунуті електронні панелі з програмованими режимами. Захисні реле відключають гармату при перегріві, перекиданні або збоях у роботі вентилятора.
Види теплових гармат за джерелом енергії
Електричні теплові гармати перетворюють електроенергію на тепло з ККД 95-99%. Нагрівання відбувається за рахунок проходження струму через спіралі ТЕНів або керамічні елементи. Потужність варіюється від 2 до 30 кВт, що дає змогу обігрівати приміщення площею від 20 до 300 м². Перевага – відсутність продуктів згоряння, нестача – високе споживання електроенергії.
Газові моделі спалюють природний газ або пропан у спеціальному пальнику. ККД становить 85-95%, витрата газу - 0,8-3,5 кг/год для пропану або 1-4 м3/год для природного газу. Потужність досягає 100 кВт, що дає змогу обігрівати великі приміщення до 1000 м². Вимагають підключення до газопроводу або балона, виділяють продукти згоряння.
Дизельні агрегати поділяються на два типи: прямого та непрямого нагріву. Моделі прямого нагріву викидають продукти згоряння разом з гарячим повітрям, тому використовуються тільки в приміщеннях, що добре провітрюються. ККД складає 95-98%, витрата палива – 1-8 л/год. Гармати непрямого нагріву мають теплообмінник та димар, що дозволяє використовувати їх у закритих приміщеннях з ККД 80-85%.
Наступний тип - інфрачервоні гармати працюють за принципом променистого нагріву. Вони не гріють повітря, а передають тепло безпосередньо предметам та людям через інфрачервоне випромінювання. Використовуються керамічні або кварцові випромінювачі із температурою поверхні 300-800°C. Ефективні для обігріву відкритих майданчиків та приміщень із високими стелями, де звичайні гармати неефективні.
Регулювання потужності нагріву здійснюється ступінчасто або плавно. Ступінчасте регулювання передбачає 2-3 режими: мінімальний (30-50% потужності), середній (60-80%) та максимальний (100%). Плавне регулювання дозволяє змінювати потужність у діапазоні 10-100% з кроком 5-10%. Це забезпечує точну підтримку потрібної температури та економію енергоресурсів.
Термостатичне керування автоматично підтримує задану температуру. При досягненні встановленого значення нагрівання відключається, при зниженні на 2-5°C – знову вмикається. Діапазон регулювання зазвичай становить 5-40°C для приміщень або до 80°C для технологічних процесів. Час спрацьовування термостата – 10-30 секунд.
Таймер дозволяє програмувати час роботи гармати. Механічні таймери розраховані на 1-8 годин роботи, електронні до 24 годин з можливістю тижневого програмування. Автоматичне вимкнення запобігає перевитраті енергії та перегріву приміщення. Після відключення таймера вентилятор продовжує працювати 2-3 хвилини для охолодження.
Потім система захисту контролює безпеку роботи. Датчик перегріву вимикає нагрівання при перевищенні температури корпусу вище 80-90°C. Захист від перекидання спрацьовує при нахилі понад 30 ° від вертикалі. Контроль роботи вентилятора запобігає перегріву під час його зупинки. У газових та дизельних гарматах додатково встановлюється датчик полум'я, що відключає подачу палива при його згасанні.
Безперервність роботи та обмеження
Час безперервної роботи залежить від типу теплової гармати та її потужності. Електричні моделі до 5 кВт можуть працювати безперервно 24 години за умови гарної вентиляції. Потужні електричні гармати понад 15 кВт потребують технічних перерв кожні 4-6 годин для охолодження нагрівальних елементів.
Газові гармати працюють безперервно до повної витрати палива у балоні. Стандартний балон 27 літрів забезпечує 8-12 годин роботи, залежно від потужності. При підключенні до магістрального газопроводу обмежень часу немає, потрібна тільки періодична перевірка пальника кожні 8-10 годин роботи.
Дизельні агрегати непрямого нагріву здатні працювати безперервно до 16-20 годин. Моделі прямого нагріву вимагають перерв кожні 6-8 годин через накопичення продуктів згоряння у приміщенні. Бак об'ємом 20-40 літрів забезпечує 5-10 годин автономної роботи при витраті 2-4 л/год.
Основні фактори, що впливають на тривалість роботи: температура навколишнього середовища, вологість повітря, площа обігріву та ступінь теплоізоляції приміщення. При температурі нижче -10°C час роботи скорочується на 20-30% через підвищене навантаження на нагрівальні елементи.
Система безпеки та автоматика
Захист від перекидання спрацьовує при нахилі гармати понад 30-45 ° від вертикалі. Використовується маятниковий чи ртутний датчик, який розмикає ланцюг живлення за 0,1-0,3 секунди. Це запобігає спалаху при випадковому падінні або неправильній установці пристрою.
Контроль перевищення температури здійснюється термовимикача з порогом спрацьовування 90-120°C. При перегріві корпусу автоматично вимикається нагрівання, вентилятор продовжує працювати для охолодження. Відновлення роботи відбувається після зниження температури на 20-30 ° C від порога спрацьовування.
У газових гарматах встановлюється датчик полум'я – іонізаційний або фотоелемент. При згасанні пальника подача газу припиняється за 3-5 секунд, запобігаючи накопиченню вибухонебезпечної суміші. Повторний запуск можливий лише після продування камери згоряння протягом 30-60 секунд.
Важливим елементом є система вентиляції та відведення продуктів згоряння. Дизельні гармати непрямого нагріву оснащуються димарем діаметром 100-150 мм для відведення газів назовні. Природна тяга повинна становити щонайменше 2-3 Па, примусова – 10-20 Па. Додатково передбачається автоматичне вимкнення при збоях електроживлення, засміченні повітряних фільтрів або несправності вентилятора. Час затримки увімкнення після відновлення живлення становить 3-10 секунд для стабілізації системи.
Коефіцієнт корисної дії відрізняється за типами гармат. Електричні моделі показують ККД 95-99%, оскільки вся споживана енергія перетворюється на тепло. Газові гармати мають ККД 85-95% через втрату тепла з продуктами згоряння. Дизельні агрегати прямого нагріву досягають 95-98%, непрямого – 80-85%.
Витрата енергоресурсів за годину роботи залежить від потужності та типу палива. Електрична гармата 5 кВт споживає 5 кВт·год електроенергії, газова аналогічної потужності – 0,5 кг пропану або 0,6 м³ природного газу. Дизельна гармата витрачає 0,6-0,8 літра палива на кожен кіловат теплової потужності.
Площа ефективного обігріву розраховується за формулою: 1 кВт теплової потужності обігріває 10-15 м² при висоті стель 3 метри та нормальної теплоізоляції. Для неутеплених приміщень коефіцієнт знижується до 6-8 м ² на кіловат. Об'єм повітря, що прогрівається за годину, становить 20-40 обсягів приміщення.
Швидкість нагріву приміщення залежить від потужності гармати та тепловтрат. Гармата потужністю 10 кВт піднімає температуру в приміщенні 100 м ² на 10 ° C за 15-25 хвилин при стартовій температурі 0 ° C. У добре утеплених приміщеннях час скорочується до 10-15 хвилин.
Особливості експлуатації у різних умовах
Робота у закритих приміщеннях потребує забезпечення припливної вентиляції. Для газових та дизельних гармат прямого нагріву необхідний повітрообмін 3-5 об'ємів приміщення на годину. Електричні та дизельні гармати непрямого нагріву менш вимогливі до вентиляції – досить 1-2 обсяги на годину.
При використанні на відкритих майданчиках ефективність знижується на 30-50% через вітер і відсутність огороджувальних конструкцій. Оптимальна швидкість вітру для роботи не повинна перевищувати 3-5 м/с. При сильнішому вітрі рекомендується встановлювати вітрозахисні екрани або переносити обігрів в укриття.
Вологість повітря впливає на тепловіддачу та безпеку роботи. За вологості вище 80% ефективність обігріву знижується на 10-15%, збільшується ризик конденсації на внутрішніх поверхнях. Для вологих приміщень рекомендуються гармати із захистом IP54 та вище.
Висотні обмеження пов'язані зі зміною щільності повітря та вмісту кисню. На висоті понад 1000 метрів потужність газових та дизельних гармат знижується на 3-4% на кожні 300 метрів підйому. Електричні моделі немає висотних обмежень, але вимагають корекції налаштувань термостата.
Температура довкілля визначає діапазон застосування. Більшість гармат працюють за температури від -40°C до +40°C. При негативних температурах час запуску збільшується до 2-5 хвилин, може знадобитися попередній прогрів паливної системи дизельних моделей.
Вуличні обігрівачі стали невід'ємною частиною комфортабельного відпочинку на відкритому повітрі. З розширенням культури проведення часу на терасах, у альтанках та відкритих кафе потреба в якісному вуличному обігріві значно зросла
При складанні нашого рейтингу ми враховували кілька ключових критеріїв: енергоефективність (співвідношення між споживаною енергією і теплом, що виділяється), безпека використання, економічність експлуатації, зручність управління, рівень шуму, швидкість нагріву приміщення та рівномірність розподілу тепла
