Тэны для отопления: виды, принцип действия, правила подбора оборудования

ТЭНы (ТЕНы) для отопления: виды, принцип действия, правила выбора

Электрические ТЭНы десятилетиями не меняют свою конструкцию и остаются востребованными в отопительном оборудовании. Меняется форма этих приборов, конструктивные материалы, но остается неизменным принцип действия и эффективность.

Выбирая ТЕНы для отопления, важно знать их разновидности и схему работы, от которой зависит правильность функционирования в оборудовании.

Содержание статьи:

• Предназначение отопительных ТЕНов
• Внутреннее устройство электронагревателей
• Принцип работы устройства
• Виды ТЭНов для отопительных приборов
  • Трубчатые модели для бытового отопления
  • Оребренный вариант электронагревателей
  • Блочные конструкции ТЭНов
  • Приборы патронного типа
• Дополнительные функции электронагревателей
• Как выбрать отопительный ТЭН
  • Расчет мощности прибора
  • Учет особенностей конструкции
  • Длина нагревательной трубки
  • Наличие дополнительного функционала
• Выводы и полезное видео по теме

Предназначение отопительных ТЕНов

Электрические ТЭНы снискали популярность благодаря своей универсальности и высокому КПД. Вся потребляемая ими электроэнергия расходуется по прямому назначению – на обогрев окружающего пространства.

Основными отопительными приборами, где используются ТЕНы являются:

1. Переносные и стационарные масляные электрообогреватели.
2. Водяные радиаторы отопления.
3. Полотенцесушители для ванной.
4. Электрокамины.
5. Электроконвекторы.
6. Электрические котлы.

Указанное оборудование может использоваться в качестве основного или дополнительного источника обогрева. Стоит оно недорого, легко монтируется и не требует специальных навыков при эксплуатации.

Подключить ТЭН к чугунному радиатору центрального отопления можно после отсоединения общего стояка. Такой прибор можно использовать для основного и дополнительного обогрева

Внутреннее устройство электронагревателей

Внутреннее устройство удобно рассматривать на примере трубчатой модели. Электронагреватель представляет собой заполненную термопроводником керамическую или металлическую трубку с расположенной внутри спиралью.

В месте фиксации трубки к фланцу находятся изолирующие втулки, которые делают невозможным контакт токопроводящей спирали с корпусом ТЭНа.

В большинстве моделей ТЕНов используются аналогичные комплектующие, однако их долговечность может отличаться в зависимости от качества сборки

Крепится электронагреватель преимущественно фланцевым соединением, которое позволяет герметизировать внутреннюю среду отопительного прибора от внешнего пространства. Недостатком такой конструкции является невозможность замены спирали при её внутреннем перегорании.

Принцип работы устройства

Работает ТЭН по следующему принципу. При подключении к сети происходит нагрев внутренней спирали и передача энергии термопроводнику и наружной оболочке. В дальнейшем тепло передается окружающей жидкости, воздуху или твердому материалу.

При нагревании ТЕНа, погруженного в масло или воду, вокруг трубки создаются конвекционные потоки, которые перемешивают теплоноситель и способствуют его равномерному нагреву.

Обратите внимание

Электрические котлы известны своей надежностью и ремонтопригодностью. В них нет множества сложных деталей, поэтому они просты при эксплуатации и обслуживании

В безжидкостных отопительных приборах температура нагрева обычно ограничена, чтобы не повредить окружающие детали и не спровоцировать пожар.

Для ускорения теплообмена в них часто используется вентилятор, который обеспечивает циркуляцию воздуха как внутри прибора, так и в окружающем его помещении.

Виды ТЭНов для отопительных приборов

Простота изготовления ТЕНов не всегда оборачивается удобством для пользователей. Многие производители выпускают электронагреватели со специфической формой и креплением. В случае поломки их довольно сложно купить в магазине. Поэтому для правильного выбора необходимо изучить все возможные конструктивные варианты.

Трубчатые модели для бытового отопления

Трубчатая конструкция электронагревателей является самой распространенной в бытовом отопительном оборудовании.

Передача тепла в них может происходить с помощью: конвекции, ИК-излучения или теплопроводности.

Готовые ТЭНы с регулятором и собственным шнуром питания можно покупать только при уверенности, что длины провода будет достаточно

Форма и длина трубки в таких устройствах может быть любой и диктуется лишь конструктивными особенностями. Наиболее распространены такие его характеристики:

• диаметр – 5-18 мм;
• длина – 200-6000 мм;
• материал оболочки – сталь, нержавейка, керамика, медь;
• мощность – 0,3-2,5 кВт.

ТЕНы мощностью более 2,5 кВт в бытовых отопительных приборах не применяются, потому что квартирная проводка просто не выдержит большей нагрузки.

Оребренный вариант электронагревателей

Оребренные приборы представляют собой модификацию трубчатого ТЭНа. Их особенностью является наличие множества тонких стальных пластин, расположенных вдоль всей длины устройства.

Такая конструкция резко увеличивает площадь контакта с окружающей средой, обеспечивая высокую скорость её нагрева.

Оребренные ТЕНы стоят дороже, требовательны к объему рабочего пространства, но обеспечивают более высокие потребительские характеристики отопительного оборудования

Используются оребренные модели преимущественно в обогревателях воздушного типа. Они обеспечивают быстрое повышение температуры в помещении, особенно при наличии встроенного вентилятора.

Блочные конструкции ТЭНов

Блочный вариант представляет собой несколько совмещенных на базе единого крепления трубчатых нагревателей.

Особенное внимание при выборе блочных ТЭНов необходимо обращать на их мощность и способность котла с насосом обеспечить отвод тепла

Такая конструкция используется при сочетании двух факторов:

1. Потребность в повышенной мощности прибора и высокой скорости нагрева рабочей среды.
2. Невозможность быстрой передачи тепловой энергии от спирали к окружающей среде из-за малой площади наружной оболочки.

Фактически в блочном ТЕНе снижается нагрузка на каждую нагревательную трубку и увеличивается скорость теплопередачи. Такие устройства входят в состав бытовых отопительных котлов и промышленных электронагревательных установок.

Мощность блочных моделей может составлять 5-10 кВт, поэтому при их размещении в квартире требуется протягивать в помещение дополнительный электрокабель.

Приборы патронного типа

Патронные ТЭНы имеют вид трубки с одним свободным концом, что обусловлено особенностью их установки.

Наружная оболочка выполнена обычно из полированной стали, чтобы обеспечивать максимальный контакт с окружающим материалом. Такие трубки плотно вставляются в соответствующее отверстие отопительного прибора.

Главным недостатком патронных ТЕНов является малая площадь теплоотдающей поверхности, что требует применения специфических способов отведения тепловой энергии

Фиксация патронных моделей производится преимущественно с помощью фланцевого соединения. Используются они обычно в промышленности для нагрева рабочих частей экструдеров.

Существуют и другие конструкционные виды ТЭНов, но они применяются в основном в промышленном производстве и не затрагивают рассматриваемую тему.

Дополнительные функции электронагревателей

Выше были рассмотрены простейшие конструкции приборов, которые не имеют каких-либо встроенных регулировочных механизмов.

Блок терморегуляции может иметь механическую или электронную автоматику. Последняя более точна, но требовательна к параметрам домашней электросети

Но электронагреватели могут оборудоваться простейшей автоматикой, обеспечивающей устройству дополнительные функции.

К таковым относятся:

1. Терморегуляция. ТЕНы со встроенным терморегулятором для отопления имеют датчик температуры, который срабатывает при нагреве рабочей среды до определенного уровня. Регулировка электронагревателя происходит с наружной стороны фланца.
2. Антизамерзание. Эта функция обеспечивается упрощенным терморегулятором, который срабатывает только при понижении температуры до 0-2°C. Она препятствует замерзанию воды в трубах отопления, потребляя минимум электроэнергии.
3. Турбонагрев, который обеспечивает форсированный нагрев рабочей среды при первоначальном пуске оборудования. Необходимо помнить, что электропроводка помещения должна выдержать кратковременное повышение мощности.

Приборов, поддерживающих дополнительные функции, не так много, потому что зачастую регулирование работы отопительных приборов в целом производится с помощью отдельного блока автоматики.

Как выбрать отопительный ТЭН

Выбирая ТЭН, необходимо обращать внимание на его мощность, конструкцию, длину трубки и наличие дополнительных возможностей. Поэтому перед покупкой необходимо узнать как можно больше обо всех его характеристиках.

Расчет мощности прибора

Большая мощность ТЕНа не всегда является положительным качеством. При выборе важно учитывать несколько факторов, которые связаны с уровнем энергопотребления:

• предельная мощность теплоотдачи отопительного прибора в целом;
• возможности электропроводки;
• объем помещения.

Нельзя покупать устройство с мощностью, которая больше 75% максимального уровня теплоотдачи отопительного оборудования.

Например, имеется радиатор с 10 секциями, каждая из которых отдает воздуху 150 Вт тепла, всего 1,5 кВт. При установке в него электронагревателя с мощностью 2 кВт поверхность батареи не сможет быстро отдать всю образующуюся энергию.

В результате ТЭН будет постоянно отключаться из-за перегревания.

Причиной быстрой поломки ТЭНа может быть неправильный выбор мощности прибора.

В результате системного перегрева спирали она со временем перегорает

В квартирах с изношенной проводкой постоянная нагрузка на розетку не должна превышать 1,5-2 кВт, иначе она может загореться и привести к печальным последствиям. Поэтому перед покупкой ТЕНа нужно проверить состояние проводки и, при необходимости, её заменить.

Когда вопрос с электросетью и возможностями оборудования решен, можно приступать к расчету требуемой мощности для поддержания комфортной температуры в помещении.

Важно

В хорошо утепленных домах и квартирах будет достаточно уровня 40 Вт/м3. А при наличии щелей в окнах мощность обогрева должна быть увеличена до 60-80 Вт/м3.

Покупать конкретную модель можно только после учета всех вышеописанных энергетических факторов.

Учет особенностей конструкции

Большинство ТЭНов отопления имеет оболочку из легированной стали, которая обеспечивает прочность и стойкость к коррозии. Медные устройства применяются преимущественно в нагревателях воды, хотя ограничений на их использование в самодельных радиаторах нет.

В чугунных и стальных радиаторах использование ТЕНов из цветных металлов нежелательно. Это может привести к ускорению износа материалов и соединений

Также при выборе необходимо учитывать направление резьбы заглушки, которое может быть правым или левым. Разные модели электронагревателей отличаются и диаметром фланцев. Они могут иметь размер от 0,5 до 1,25 дюйма.

Обычно к ТЭНу хорошего производителя прилагается краткая инструкция, в которой описываются его конструкционные параметры. Их изучение поможет купить устройство, которое точно подойдет к имеющемуся отопительному оборудованию.

Длина нагревательной трубки

Протяженность трубки является одной из главных характеристик, которые определяют эффективность работы устройства.

Большая её длина при равной мощности приводит к увеличению площади поверхности электронагревателя и ускорению теплообмена с рабочей средой. Это положительно сказывается на долговечности ТЭНа и скорости циркуляции теплоносителя.

ТЭНы с длинной трубкой идеально подходят для установки в самодельные регистры, которыми удобно обогревать большие помещения и хозяйственные постройки

Желательно, чтобы трубка проходила по всей длине рабочей зоны отопительного прибора, не дотягиваясь до противоположной стенки на 6-10 см. Эта рекомендация позволит быстро и равномерно прогревать теплоноситель.

Наличие дополнительного функционала

Переплачивать за дополнительные возможности ТЭНов не всегда нужно. Если отопительный прибор используется в качестве вспомогательного и не имеет собственной встроенной автоматики, то покупка модели с термостатом имеет смысл.

Но при наличии в радиаторе или электроконвекторе собственных термодатчиков и механизмов контроля температуры дополнительные функции так и останутся невостребованными.

Встроенная в заглушку ТЭНа электроника должна иметь предохранительные механизмы, чтобы в случае поломки регулирующей платы не случился пожар

Поэтому приобретать дорогостоящие электронагреватели со встроенной автоматикой рекомендуется только при явной необходимости в таком оборудовании.

Что касается производителей ТЭНов, то их выбор не принципиален. Основными поставщиками являются фирмы из России, Украины, Турции и Италии. Качество их продукции примерно одинаково, поэтому нет смысла переплачивать за бренд.

Выводы и полезное видео по теме

Практический обзор ТЭНов различных типов:

Обзор ТЕНа с терморегулятором:

Особенности блочного ТЭНа, используемого в отопительных электрокотлах отопления:

Покупка ТЭНа для отопительных приборов является непростой задачей. Для этого требуется четко знать характеристики оборудования, в которое встраивается электронагреватель. Поэтому останавливать свой выбор на конкретной модели нужно только после тщательного анализа её параметров.

Тены для отопления с терморегулятором – в батарею и радиаторы, цены и выбор самого мощного

Сегодня на рынке представлено большое количество электрических трубчатых электрических нагревателей для отопления. Модели отличаются внешним видом, мощностью, степенью защиты внешней оболочки. Но принцип их действия не менялся практически с средины 20 века.

Внутри трубки из металла с хорошими теплопроводными характеристиками находится проволока (нихром), скрученная по спирали и теплоноситель (периклаз). На этот элемент подается ток, проволока нагревается.

Он используется как главная составляющая во многих бытовых приборах:

• стиральная машина;
• посудомоечная машина;
• бойлер;
• электрический чайник и многие другие.

Но сегодня большую популярность приобрели тэны для систем отопления. Устройство вставляется в радиатор, а основание с местом для подключения остается снаружи.

Такая система дает владельцу ряд возможностей:

• Поддержание комфортной температуры в любое время года. Особенно удобно это осенью перед началом отопительного сезона или весной после отключения централизованного отопления;
• Организация автономного отопления на уже готовой системе центрального теплоснабжения;
• Использование для аварийного подогрева жидкости при авариях в холодный период;
• Экономия средств на подогреве воздуха за счет высокого КПД.

Однако обогрев прямым конвекционным способом также никто не отменял, поэтому нагревательная трубка активно используется в конвекторах, тепловых завесах или пушках и так далее.

Виды тэнов с терморегулятором

Нужно понимать, что при подаче тока на спираль внутри трубки она сразу же начинает нагреваться и самостоятельно отключиться не может. Терморегулятор следит за параметрами носителя, отключая питание при достижении необходимой температуры.

Это экономит расходы на электричество и продлевает жизнь тэна. При этом связи между разновидностью тэна и производителем терморегулятора нет, эти две составляющие комплектуются вместе исходя из экономической целесообразности.

Для отопления используется три вида тэнов.

Трубчатый электрический нагреватель

Наиболее распространенный вид, который встречается практически везде, где нужно нагреть жидкость или окружающее пространство.

Особенности

Внешняя трубка может покрываться специальным составом для противодействия коррозии, иметь причудливую форму. Существует возможность подобрать нагревательный элемент под любой запрос.

Технические характеристики:

• диаметр трубки от 6 до 20 миллиметров;
• длина составляет от 0,2 метра до 6;
• металл изготовления:
  • сталь;
  • нержавеющая сталь;
  • титан;
• конфигурация, мощность и производительность практически любая, подбирается покупателем индивидуально.

Преимущества и недостатки

К достоинствам можно отнести:

• высокий КПД (около 98%);
• использование без дополнительных проектов и разрешений;
• доступная цена.

Без негатива также не обошлось:

• высокая стоимость отопления при использовании тэна в качестве основного нагревателя;
• сравнительно небольшой срок жизни;
• образование электромагнитного поля, которое негативно сказывается на здоровье человека.

Тэновые электрические нагреватели оребренные

Еще один вид, который используется для нагрева воздуха или газа.

Особенности

На гладкую трубку крепятся металлические ребра, которые расположены перпендикулярно поверхности нагревательного элемента. Проще всего такую конструктивную особенность сделать из металлической ленты, которая крепится к основе специальными гайками.

Нагревательная трубка такой формы позволяет снимать больше тепла с поверхности, часто используется с вентилятором, который нагнетает воздух, проходящий через тэны.

Преимущества и недостатки

Плюсы и минусы у прибора такие же, как и в предыдущем варианте, разве что цена несколько повыше. Но эффективность оребрения при нагреве воздуха окупает затраты.

Блок нагревательных элементов

Считается промышленным вариантом, но часто используется в домашних условиях. Особенно эффективным такое решение будет при использовании нескольких тэнов небольшой мощности.

Преимущества и недостатки

Плюсы:

• Главное положительное качество конструкции заключается в том, что при перегорании одного из элементов нагрев теплоносителя продолжается с несколько меньшей эффективностью. Поэтому экстренной замены не требуется, что особенно важно в разгар отопительного сезона при морозе за окном;
• Вторая особенность – увеличение мощности без роста длины, что для некоторых конфигураций радиаторов является жизненно необходимым.

Проблемы у тэнов стандартные для этого типа. К ним добавляется слабая эффективность при нагреве воздуха, он создан для жидкости и сыпучих веществ.

Правила выбора тэна с терморегулятором

Многообразие на рынке затрудняет выбор покупателя, поэтому нужно заранее определиться с характеристиками, внешним видом, способом подключения.

Несколько особенностей приборов, на которые стоит обратить внимание при покупке:

• Диаметр специализированного отверстия в радиаторе. Не каждая модель подойдет к отопительному прибору. Этот параметр нужно знать заранее;
• Качество терморегулятора. В идеале небольшой контролирующий прибор должен иметь режим турбо для экстренного нагрева и эконом, позволяющий не разморозить систему. Но простой датчик с температурной шкалой прекрасно справится с задачей;
• Мощность нагревательного элемента. Общепринятым фактом считается, что на 10 квадратных метров комнаты требуется 1 киловатт. Если в качестве теплоносителя используется масло или антифриз, то применяется коэффициент 1,5, то есть при том же размере отапливаемого пространства тэн должен быть мощностью не менее 1,5 киловатт;
• Металл трубки. Титан – это идеальный и долговечный вариант, но крайне дорогой. Чаще используется обычная или нержавеющая сталь. Приобретать китайский тэн не стоит, ведь толщина металла заставит его прогореть за короткое время;
• Тип. Исходя из необходимой мощности и способа нагрева, нужно определиться с разновидностью. Особенности каждого описаны выше;
• Дополнительные опции. Отключение при перегреве позволит избежать многих неприятностей. Ведь даже в радиаторе с залитой жидкостью встречаются воздушные пробки, которые заставляют нагреваться трубку намного быстрее.

Особенности монтажа

Ничего сложного монтаж не представляет. В радиаторы отопления тэн монтируется следующим образом:

• на короткое время оборудование включается вне радиатора для проверки работоспособности;
• из системы сливается вода;
• открывается отверстие для тэна, он туда помещается, крепится;
• система заполняется водой, после чего на трубчатый нагреватель подается напряжение.

Стоит обратить внимание на такие нюансы:

• Если в документах к изделию указана необходимость заземления, то это необходимо для длительной работы. Иначе срок службы будет значительно короче;
• Нельзя накаленный тэн мочить водой, взрыв, разрушение внешней оболочки, практически гарантировано. Поэтому за уровнем воды нужно следить до подачи электроэнергии.

Воздушный конвектор и прочие приборы просто включаются в сеть с заземлением. Единственное ограничение – провод необходимого сечения.

Открывается отверстие для ТЭНа и он туда помещается, крепится.

Правила эксплуатации

Несколько простых правил по эксплуатации и обслуживанию продлят жизнь тэну, сделают его работу более эффективной. Вот они:

• Если в качестве теплоносителя используется вода, то она должна быть дистиллированная. Это убережет от накипи;
• Частое включение, выключение приводит к уменьшению срока эксплуатации, поэтому терморегулятор должен быть соответственно настроен. Минимальный перепад температуры воды должен составлять не меньше 5 градусов;
• Обязательным является использование системы аварийного отключения подачи тока. Так можно уберечь другую бытовую технику при серьезной поломке в тэне;
• Нужно бороться с перепадами напряжения при помощи стабилизатора или блока бесперебойного питания;
• Появление статического электричества на поверхности радиатора говорит о разгерметизации трубки. Тэн нужно отключать и вынимать, иначе возможно замыкание, а это более высокий уровень проблем или материальных затрат.

Вышедший из строя ТЭН

Средняя стоимость

Взяты предложения из интернет магазинов Москвы:

• TEN1500W производство Словакия. В комплекте терморегулятор, фирменная фурнитура, мощность 1,5 киловатта. Стоимость 1930 рублей;
• Тэн с терморегулятором, производство Россия:
  • мощность 4 кВт – 1500 рублей;
  • мощность 3 кВт – 1350 рублей;
  • мощность 1,5 кВт – 990 рублей;
• Тэн для алюминиевых батарей, производство Польша. Мощность 700 Вт. Цена 910 рублей.

Устройства, сделанные Китаем, встречаются за 500 – 600 рублей, но их качество вызывает большие сомнения. А тэн ценой от 1000 рублей (или около того) может быть качественным при условии производства на территории Российской Федерации.

TEN1500W производство Словакия

Блиц-советы

Приведем несколько рекомендаций от профессионалов, которые помогут продлить жизнь вашему тэну или избежать ошибок при его установке. Итак:

• Удачное место для установки нагревательного элемента в радиатор – нижняя часть. Так можно избежать возможных воздушных пробок, следовательно, перегрева;
• При покупке тэна обратите внимание на рекомендации производителя по дополнительной герметизации;
• Закрепляя провода к клеммам, прикладывать слишком много усилий нельзя, иначе лопнет гайка или нарушится герметичность трубки;
• При использовании водопроводной воды в качестве теплоносителя нагревательную трубку нужно каждые 3 месяца вынимать и счищать налет немеханическим способом.

Электрические ТЭНы: основные виды, принцип работы и особенности монтажа

За последнее время электрические нагреватели стали привычным аксессуаром как для жителей многоэтажных квартир, так и для владельцев загородных коттеджей.

Это оборудование обеспечивает жильцов необходимым объемом воды, которая требуется для бытового использования.

Электрические ТЭНы для водонагревателей — это главные конструктивные элементы любого устройства, именно за счет них и производится обогрев воды.

Совет

Конструктивно ТЭН представляет собой трубчатый электрический нагреватель. Нагревательный элемент ТЭНа может быть изготовлен из высокоуглеродистой стали, нержавейки или меди.

В каждой этой трубке, которая является некого рода оболочкой, расположена проволочная спираль. С помощью нее и проводится электричество.

По принципу работы все ТЭНы можно разделить на два основных вида. В одном случае нагревательные ТЭНы изготавливают в традиционном виде — почти так же, как в обычном электрочайнике.

«Мокрыми» устройства называют из-за того, что элемент контактирует с нагреваемой водой. А при закрытом виде оборудования трубка находится в специальной колбе, которая нагревает жидкость.

Элемент, таким образом, не контактирует с водой, поэтому этот вид называется «сухим».

Открытые виды

Характерная особенность этих элементов — то, что они расположены в непосредственном контакте с водой, нагревающейся в накопительной емкости. Трубки заполнены кварцевым песком, который является хорошим тепловым проводником. Главный элемент такого ТЭНа — тонкая нихромовая проволока в виде спирали.

Чаще всего в изготовлении применяется медь или нержавеющая сталь.

Открытые нагревающие элементы делят на группы по определенным техническим характеристикам:

1. Отсутствие или наличие анодного гнезда. Если нагревающий элемент оборудован гайкой, то в нем может и не быть анодного крепления либо же дополнительно на фланцерасположена крепежная резьба.
2. С учетом способа крепежа ТЭНы бывают гаечными и фланцевыми. При этом последние могут изготавливаться с помощью литья или штамповочным способом.
3. По форме открытые ТЭНы могут быть прямыми или изогнутыми. Форма зависит от вида накопительной емкости для нагрева воды.

ТЭНы для бойлеров довольно быстро нагревают жидкость, помимо этого, они отличаются невысокой ценой. Но минусов у таких приборов намного больше. Основными недостатками являются:

• высокий уровень опасности;
• быстрое появление налета (особенно учитывая качество воды в центральных магистралях);
• большой расход электроэнергии;
• непродолжительный срок эксплуатации.

Закрытые варианты

Это особый вид ТЭНа, который изолирован керамической колбой. К этой колбе предъявлены жесткие требования по прочности. Во время изготовления колбы применяется магниевый силикат или стеатит, при этом непосредственно ТЭН в этом случае делается из нержавеющей стали.

Именно поэтому вода в бойлере закрытого типа нагревается с помощью теплопередачи кожуха.

Достоинств в этом случае несколько. В первую очередь за счет закрытого исполнения эти устройства абсолютно безопасны, так как полностью исключается возможность короткого замыкания. Кроме этого, такие виды ТЭНов:

• просты в эксплуатации;
• легко ремонтируются;
• имеют довольно продолжительное время работы;
• экономичны.

Фланец, как и сам накопитель, в этих водонагревателях защищен с помощью эмалированного покрытия, которое не допускает появления накипи. Именно по этой причине время эксплуатации «сухих» элементов примерно в 3 раза больше по сравнению с «мокрыми».

Из отрицательных сторон можно отметить, что все стеатитовые нагреватели не являются универсальными. Они изготавливаются отдельно для любого типа бойлера, причем следует учитывать, что при необходимости элемент должен заменяться только аналогичным.

Способы подключения

Нужно отметить, что ТЭНы для бойлеров могут монтироваться в устройство как по одному, так и сразу несколько.

Параллельное подсоединение

Этот вариант подключения должен соответствовать определенным требованиям.

Основные правила следующие:

1. Напряжение как в электрической сети, так и в каждом отдельном элементе обязано быть одинаковым.
2. Чтобы определить общую мощность бойлера, нужно просуммировать мощности всех установленных элементов.
3. Если по определенной причине один из ТЭНов сломается, то цепь продолжит работу. В этом случае единственное, что необходимо выполнить — поменять поломанный элемент.

Последовательное включение

Второй вариант заключается в последовательном подключении. При этом необходимо соблюдать принципы работы:

1. Если сломается один из ТЭНов, то работа всей сети прервется.
2. Чтобы узнать общее сопротивление, надо просуммировать все находящиеся в сети сопротивления.
3. Суммарное напряжение не может быть больше общего напряжения всех обогревательных элементов.

Комбинированный метод

С учетом этой схемы в нескольких участках электрической цепи обязаны применяться разные варианты подсоединения. Довольно часто комбинированный способ целесообразен, если невозможно приобрести нагревающие элементы требуемой мощности. В таком случае устанавливают ТЭНы, имеющиеся в наличии, а необходимое значение достигается с помощью различных способов подключения.

Возможные неисправности

Как считают эксперты, период эксплуатации нагревающих элементов в бойлерах составляет примерно 5 лет. Чаще всего самая распространенная причина выхода из строя оборудования — жесткая вода. Чтобы удлинить срок службы прибора, нужна регулярная профилактика, которая состоит в очистке анода и непосредственно ТЭНа от появившейся накипи.

Основной признак, что ТЭН сломан — отсутствие нагрева и срабатывание автоматической защиты. Есть несколько вариантов проверки элемента на его работоспособность:

1. С помощью простой лампочки. Для этого надо собрать последовательную сеть, которая состоит из лампочки и ТЭНа, подключенных к электричеству. Если лампочка горит, то с обогревающим элементом все в порядке и заменять его не надо.
2. С помощью тестера нужно определить сопротивление нагревающего элемента. Если сопротивление нулевое, то ТЭН необходимо менять.

Замену элементов надо производить приборами, полностью соответствующими емкости бойлера. Этапы действий в этом случае такие:

1. Вначале нужно отключить электропитание и снабжение водой. После из накопительной емкости сливается жидкость и снимается верхняя крышка устройства.
2. После нужно проверить входные клеммы при помощи фазометра на отсутствие тока.
3. Выкручиваются болты, которыми зафиксирован непосредственно нагревающий элемент, затем снимается кабель проводки.
4. Непременно нужно определить, в каком состоянии контакты нового нагревающего элемента. Они должны быть сухими.
5. Затем одновременно с ТЭНом заменяется и анод, который предназначен для защиты.
6. Во время установки нового элемента применяются только уплотнители высокого качества без каких-либо дефектов.
7. Монтаж выполняется аналогично, но в обратном порядке.
8. В конце накопительный бак нужно заполнить водой, а из крана, который предназначен для подачи горячей воды, спустить остатки воздуха. После остается только подсоединить водонагреватель к электросети и проверить его на работоспособность.

Популярные производители

На сегодняшний день ТЭНы представлены на отечественном рынке в довольно большом ассортименте, при этом есть огромный выбор различных изготовителей. Все устройства отличаются как по своей конструкции, так и по основному предназначению и среднерыночной цене.

Изделия Ariston

Это итальянский производитель, который изготавливает ТЭНы из специального сплава хромоникеля и меди. Тепловая отдача оборудования увеличивается за счет применения особого латунного фланца. Приблизительная мощность будет зависеть от определенной модели и находится в диапазоне 1−6 кВт.

Модели нагревающих элементов с установленным терморегулятором дают возможность потребителю самостоятельно устанавливать необходимую температуру (не больше +95°С). При достижении этого показателя устройство автоматически выключается. Если же температура понижается больше чем на 7−8 градусов, ТЭН возобновляет свою работу, поэтому вода в накопительной емкости будет постоянно горячей.

Отечественная продукция

«Термекс» известен на рынке уже более 60 лет. Магниевые аноды этой компании изготавливаются из специального сплава, за счет чего производительность элементов повышается в два раза.

Внешняя оболочка может быть как из меди, так и из нержавеющей стали. С помощью надежной защиты обеспечивается продолжительное время эксплуатации.

Все устройства маломощны, благодаря чему являются довольно экономными.

Бойлеры Electrolux

Компания из Швейцарии характеризуется отличным качеством изготавливаемых водонагревателей. Ее изделия отличаются тем, что оборудованы одновременно двумя закрытыми ТЭНами. Это обуславливает высокую скорость нагрева. Защитные меры не допускают образования накипи. К этим мерам относится:

• термостат, отключающий оборудование при достижении +80°С;
• особое стекловидное эмалевое покрытие;
• защита от влаги и пыли;
• магниевый анод;
• термоизоляция накопительного бака.

Преимущества и недостатки есть у нагревателей воды с ТЭНом как «мокрого», так и «сухого» типа. Покупать оборудование с «сухим» ТЭНом более надежно, так как для него характерно продолжительное время эксплуатации, устройство не зависит от качества воды и устойчиво к коррозии.

Выбирать устройства премиум-класса необязательно, можно приобрести приборы менее известного производителя. Самое важное — регулярно осматривать нагреватели и своевременно диагностировать неполадки.

Рекомендации по подбору ТЭНов для различных сред

Нагреваемая среда – воздух

Для нагрева воздуха используется два типа ТЭНов:

• ТЭНы для «спокойного» воздуха. Маркировка таких ТЭНов по ГОСТ 13268-88 – «S» и «T». Удельная мощность на единицу поверхности соответственно 2,2 ватт/кв. см и 5,0 ватт/кв. см. Максимальная температура на поверхности – 450 и 650 градусов. Съем тепла с поверхности нагревателя происходит за счет конвекции «спокойного» воздуха, контактирующего с нагретой поверхностью.
• ТЭНы для «подвижного» воздуха, еще их называют «обдуваемые», с маркировкой «О» и «К», удельной мощностью 5,5 Вт/кв. см и 6,5 Вт/кв. см. Съем тепла с поверхности нагревателя осуществляется подвижной струей воздуха, создаваемой, например вентилятором и движется эта струя со скоростью не менее 6 м/с (по ГОСТ). Естественно, что «обдуваемый» ТЭН по сравнению со «спокойным», имея одинаковые характеристики (размеры, материал, напряжение и пр.), может иметь значительно большую мощность и генерировать на своей поверхности больше тепла. При этом «обдуваемый» ТЭН не перегревается, т.к. избыток тепла интенсивно отбирается движущимся воздухом.

Когда речь идет об обогреве обычных помещений, в которых температуру воздуха нужно поднять до уровня 20-25 градусов, выбор ТЭНов не представляет затруднений: из таблицы ТЭНов на сайте выбирается ТЭН нужного типоразмера, мощности и напряжения, количество ТЭНов определятся общей необходимой мощностью из расчета (в среднем) 1 кВт на 10-12 кв. м площади помещения при стандартной высоте потолка 3 м и общепринятой утепленности здания. При этом температура ТЭНа повышается незначительно, т.е. это собственная температура ТЭНа плюс 20-30 градусов. Иначе обстоит дело, когда температуру воздуха нужно поднять до 150, 200 и даже 250 градусов. Это происходит в сушилках, печках-пекарнях, окрасочных камерах. В этом случае общая температура ТЭНа будет очень высокая: собственная температура ТЭНа плюс 250 градусов окружающего воздуха. Такая температура может неблагоприятно сказаться на «здоровье» ТЭНа – он может попросту перегреться.

Рассмотрим конкретный пример. Допустим, в камере для порошковой окраски изделий необходимо создать температуру +200 градусов. Опуская детали расчета, используем для этой цели ТЭН 140 В13/2,5 Т 220 (трубка длиной 140см, диаметром 13мм, мощностью 2,5кВт, из нержавеющей стали). Этот ТЭН имеет удельную мощность около 4,8 Вт/кв.

см, а собственную температуру около 600 градусов. В рабочем режиме температура ТЭНа достигает 600+200=800 градусов, что превышает максимально допустимую температуру ТЭНа. А если учесть «разрешенные» скачки напряжения (+10%), разрешенное отклонение по мощности ТЭНа (+5%), то общая температура ТЭНа может быть еще выше.

Долговечность такого ТЭНа становится под вопросом.

Возьмем ТЭН 140 В13/2,0 Т 220 (такой же, как и предыдущий, только мощностью ниже -2,0 кВт вместо 2,5 кВт). У этого ТЭНа удельная мощность равна 3,86 Вт/кв. см, собственная температура – примерно 480 градусов, суммарная температура ТЭНа около 680 градусов, что уже не так критично.

Очевидно, первый ТЭН, как более мощный, разогреет камеру быстрее, количество этих ТЭНов, исходя из необходимой общей мощности для разогрева камеры до нужной температуры, потребуется меньше.

Но в конечном итоге эти «плюсы» могут перекрыться «минусами»: более мощные, но перегретые ТЭНы будут чаще выходить из строя, а это потребует более частой остановки окрасочной камеры и сборки-разборки ТЭНовых узлов.

Нагреваемая среда – вода

Обозначение этих ТЭНов по ГОСТ 13268-88:

• «Р» – материал трубки ТЭНа – чёрная сталь;
• «J» – материал трубки ТЭНа – нержавеющая сталь.

Допускаемая удельная мощность (Р уд.доп.) на поверхности ТЭНа – 15 Ватт/кв.см. Этот показатель определяет максимально допустимую мощность ТЭНа. При подборе водяных ТЭНов необходимо соблюдать следующие правила:

• Эксплуатируя ТЭН, необходимо предпринять все меры для того, чтобы предотвратить образование на его поверхности «накипи» – это отложения на трубке ТЭНа различных примесей, присутствующих в жидкости. Примеси присутствуют, например, в грязной или жёсткой воде, они обволакивают трубку ТЭНа в виде плёнки различной толщины. Чем толще такая пленка, тем хуже теплопередача от ТЭНа к жидкости, и в какой-то момент ТЭН может перегреться и выйти из строя. Особенно опасна в этом смысле вода, добываемая из артезианских скважин. Поэтому с самого начала эксплуатации ТЭНов необходимо озаботиться установкой всевозможных фильтров и умягчителей жидкости, а также производить профилактическую чистку ТЭНов и резервуаров.
• Активная часть ТЭНа должна быть полностью погружена в жидкость. Напомним, что активная длина ТЭНа равна полной его длине за минусом длины «зоны непрогрева» ТЭНа (это величина, на которую контактная шпилька с торца входит внутрь ТЭНа). Большинство водяных ТЭНов имеют зоны непрогрева А=40 мм, и В=65 мм, поэтому такие ТЭНы должны быть погружены в жидкость практически полностью. В случае применения ТЭНов с другими зонами непрогрева (С=100 мм; D=125 мм; Е=160 мм; F=250 мм; G=400 мм и т.д.) уровень жидкости должен быть выше зоны непрогрева на 20 – 30 мм.
• Иногда по технологическим причинам нагреваемую жидкость необходимо с некоторой периодичностью сливать из резервуара. В этом случае ТЭНы оголяются и из водной среды переходят в воздушную, т.е. работают в режиме смены сред «вода-воздух» (конечно, при сливе жидкости ТЭНы отключают). В таких случая не рекомендуется применять ТЭНы из черной стали, т.к при нагреве, остывании и смене сред черная сталь начинает интенсивно корродировать (ржаветь) и быстро разрушается. А, например, на нержавеющую сталь такие условия пагубного воздействия не оказывают.
• Для установки ТЭНа в резервуаре и его герметизации (уплотнительная прокладка) на торцах ТЭНа закрепляют щтуцера – втулки с резьбой и фланцем под прокладку. Закрепление штуцера на торце ТЭНа производится разными способами. Один из них – опрессовка штуцера специальными пресс-ножницами. Этот способ создаёт прочное и достаточно герметичное соединение штуцера с трубкой ТЭНа, которое позволяет использовать ТЭН при нагреве жидкости в резервуарах с внутренним давлением не более 0,25 мПа ( 2,5 атм.). Т.е в обычных системах отопления, в обычных нагревательных резервуарах ТЭНы с опрессованными штуцерами используются очень широко.

Если же давление в резервуаре превышает 2,5 атм. (например, в парогенераторах), опрессовка штуцера уже не дает достаточной герметичности, и штуцер необходимо либо припаять, либо приварить к трубке ТЭНа. Об этом нужно помнить при заказе ТЭНа, иначе штуцер будет «пропускать» жидкость по трубке ТЭНа, что в конечном итоге выведет его из строя.

В остальном же выбор ТЭНа не должен вызвать затруднений: по таблице на сайте выбирайте мощность, напряжение, длину и диаметр трубки ТЭНа, её материал и форму, необходимые штуцер и контактную часть.

Отопление ТЭНами, как сделать, стоит ли использовать

ТЭН — электронагреватель жидкости в виде металлической трубки, внутри которой находится спираль. Конструкций, разновидностей множество. Нагреватели изготовляют и на крупный и на малых производствах.

Эти нагреватели массово устанавливаются, например, в электрических бойлерах и электрокотлах, поэтому производятся также известными производителями.

Но на любом рынке можно встретить ТЭНы предназначаются для установки в радиаторы отопления. Эти устройства изготовлены чаще в Польше, Украине, Китае. Они могут снабжаться встроенными термодатчиками, т.е. работать в полуавтоматическом режиме, отслеживая степень нагрева.

Обратите внимание

На основе таких электрических нагревателей, можно легко создать отопительный прибор своими руками. Чем и пользуются домашние мастера, конструируя простейший обогрев и «экономя» при этом, как они, думают, изрядные суммы денег.

Но так ли выгодно использовать ТЭНы?
Где обычно, в каких ситуациях, применяют эти электронагреватели воды? Как нужно устанавливать и применять ТЭНы…

Насколько большая выгода от ТЭНов

Если имеется старая батарея, то почему бы ее не превратить с помощью ТЭНа в систему отопления для небольшого подсобного помещения, — курятника, мастерской, гаража…

Существуют даже мифы, что тенами отапливать выгодно. Но «мечты разбиваются о суровую реальность», — электричеством отапливать дороже всего. Так как используется самый дорогой энергоноситель.

Неважно, имеется ли фирменный программируемый электрокотел, или установлена бочка с опущенным в нее на проволоке ТЭНом, — КПД подобных электронагревателей около 97%. А дальше платим по счетчику…

Обогреваться ночью

Но есть лазейка, — ночной дешевый тариф на электроэнергию. Узнать точно, о действующих тарифах и возможности подключения ночного, можно в местной электросети.

Правда и ночное электричество нельзя назвать дешевым, но в совокупности с показателем «Комфортность», ночное отопления становится весьма привлекательным для пользователя.
Какой вид топлива больше всего подходит для дома

Но цена на саму систему отопления с электрическим нагревом может значительно варьироваться.

Нагреватели в батареях

Когда в квартирах с центральным отоплением холодно, то отапливают дополнительно электричеством, а также газовой кухонной плитой или колонкой.

Вот тут и применяется парочка тяжелых чугунных батарей с ТЭНами. По сравнению с фирменными электроконвекторами они обладают гораздо большей теплоемкостью, поэтому их можно отключать на дольше и не следить за их работой. Но и нагрев соответственно продолжительнее.

Такие радиаторы умельцы устанавливают в основном в гаражах, где любят проводить время. Или, например, для обогрева животных в морозы на небольших фермах.

Оборудование систем отопления

Бывает, что на дачке, в гараже и т.п. имеются остатки былой системы отопления, например, пару батарей со стальными трубами. Вернуть систему к жизни проще всего, вставив в нее электрические нагреватели….

Но ТЭНы могут создавать и вспомогательный подогрев в домашней системе отопления. Электрический обогрев отлично дополняет твердотопливный котел. Особенно ночью, с дешевым тарифом. И здесь «самодельное производство» также востребовано.

Если в достаточно большой металлической трубе закрепить пару тенов по 2 кВт, то получится 4-киловаттный электрокотел. Нюанс в том, что ночью его можно включать в маломощную сеть 220 В, так как другие потребители «спят», кроме холодильника, например.

Такое «творение», на практике, может стать основным отоплением в течении сезона в утепленном доме, если, конечно, применяется буферная емкость — теплоаккумулятор.
Как подключить теплоаккумулятор в систему

Какая мощность понадобится

В системе отопления целого дома лучше использовать 2-киловатные образцы электронагревателей.

Но в отдельных радиаторах самодельных регистрах, обрезках отопления в гаражах… применять слишком мощные ТЭНы нельзя.

Дело в том, что тепловое реле не может считаться надежной защитой. А доводить жидкость до температуры кипения, перегревать прибор свыше +75 градусов — опасно.

Важно

Следовательно, мощность тена не должна быть больше, чем тепловая мощность, отдаваемая прибором при +70 градусах. Это примерно 75% от паспортной мощности радиатора.

Одна секция и чугунного и алюминиевого радиаторов (500 мм между трубами) обладает мощностью теплоотдачи 170 Вт при 90 град жидкости и 20 град воздуха. При +70 град. нагрева — одна секция — 140 Вт, 7 секций — 1080 Вт, 10 секц. — 1400 Вт.
Таким образом, для радиатора из 7 секций мощность ТэНа не должна быт больше чем 1 кВт. А для радиатора из 10 секций — не больше 1,4 кВт.

Труднее обстоит дело с самодельными регистрами, — неизвестна их теплоотдача. Остается лишь начинать использовать наименее мощные нагреватели.

Какие тены для радиатора выбрать

ТЭНы для радиаторов сделаны на основе заглушки (основания) со стандартным диаметром резьбы 40 мм. Остается из радиатора выкрутить нижнюю пробку, на ее место вкрутить нагреватель.

О подборе этих нагревателей по мощности для радиаторов было сказано выше. Не стоит брать более мощный приборы, во избежание аварийных ситуаций. Не нужно перегревать радиатор, добиваясь большей теплоотдачи.

Но эти нагреватели различаются и по длине. Для отдельно стоящего радиатора, без движения жидкости, предпочтительней тены подлиннее. Тогда и прогрев будет более равномерным.

В проточном электрокотле другой приоритет подбора — меньшее гидравлическое сопротивление. Минимизировать влияние нагревателей путем удачного подвода трубок и конфигурации их расположения для домашнего умельца не проблема.

Производитель, — «китайцев», по прежнему, ругают больше всего, лучшими ТЭНами считаются местного разлива — российско-украинские.

Как применяются

ТЭНы могут включаться комнатным термостатом. Тогда они управляются по заданной температуре воздуха.

Но в большинстве случаев используют нагреватели со встроенными температурным реле, — нагрев по температуре теплоносителя.

Жидкость при нагреве расширяется. Нельзя отдельные радиаторы, и другие замкнутые системы отопления, заполнять жидкостью полностью. В системах отопления для компенсации расширения используется расширительный бак.
Расширительные баки для системы отопления

Совет

В случае с отдельным радиатором достаточно оставить не менее 10% внутреннего объема не заполненным, — заливать радиатор по верхнюю пробку.

Установка ТЭНа следующая. Система сливается, выкручивается пробка радиатора, вкручивается тен. При этом обычно используется лен со смазкой в качестве уплотнителя (металл-по металлу).

Нагреватель подключается к электросети в соответствии с ПУЭ, с соответствующей изоляцией контактов.

Масло не допустимо

Можно встретить рекомендации залить радиатор маслом, — якобы получится аналог «масляного нагревателя».

Прежде чем следовать подобным советам, рекомендуется изучить опыт «пиротехника», который налил масло на картон, поджег, а затем пробовал потушить.

Маслонаполненные промышленные электроагрегаты (например, высоковольтные маслянные разъединители) эксплуатируются с особыми мерами пожарной безопасности.

Если система замораживается, необходимо использовать незамерзающие жидкости, для одного радиатора можно использовать тот же автомобильный Тосол. Горючие жидкости недопустимы.

Встречаются и другие нарушения.

Конструирование своими руками — выгодно?

Самостоятельное конструирование электрообогревательных приборов не приветствуется по соображениям безопасности.

Гораздо целесообразнее приобрести готовый электрический обогреватель для помещений, например, электроконвектор, отвечающий требованиям… За его эксплуатационные качества несет ответственность производитель.

Экономическая целесообразность в ТЭНах может возникнут, как говорилось, когда в наличии имеется «заброшенная» и «бесплатная» оболочка для него.

Но вопросы безопасности, на самом деле, гораздо важнее, чем выгода, получаемая подобным образом.
Сейчас это понимают чаще, потому ТЭНами интересуются все меньше.

К тому же, средний по площади дом выгоднее отапливать электрокотлом с водяными радиаторами, чем отдельными конвекторами. Далее по теме — выгодно ли отапливать конвекторами электрическими