ТЕНы для отопления, электротены для системы отопления дома

Информационная статья Трубчатые
нагреватели применяются в самых разнообразных областях промышленности, где
требуется нагрев и в быту. Существует огромнейшее количество разнообразных
ТЭНов, которые в свою очередь разделяют на типы и подтипы

Содержание

Преимущества и недостатки различных видов электронагревателей

Каждый, кто сталкивался с множественным выбором, прекрасно знает, как непросто даются решения, особенно если цена их высока. Конечно, задачи, стоящие перед специалистом-энергетиком, может быть, и не такие ответственные, как перед авиадиспетчером, и от выбора типа нагревателя жизни людей непосредственно не зависят, но, осознавая это, принимать решение становится отнюдь не проще. Сегодня мы постараемся помочь разобраться, в чем же заключаются принципиальные отличия между наиболее широко распространенными типами электронагревателей. Причем постараемся сделать это в иллюстрациях. Надеемся, этот материал поможет, во всяком случае, упорядочить те моменты, которые нужно принять во внимание при выборе оборудования.

Нагреватель нагревателю рознь

Мы сознательно сузим охват типов нагревателей, так как редко когда встает задача сравнить, например, газовый и электрический котел. Топливо, по большому счету (а вернее, его доступность и цена), являются определяющими при выборе типа котла. Если рядом проходит нитка газопровода и есть условия для подключения, то редко кто будет рассматривать другие варианты. Если, конечно, вопросы эксплуатации не внесут критические изменения. Котельная «на краю» угольного бассейна тоже едва ли имеет альтернативы. До тех пор, пока вопросы экологической безопасности или автоматизации и обслуживания не внесут коррективы.

Так сложилось, что в нашей стране электронагреватели принято относить к бытовому сегменту. Жители больших городов, да и сельские жители, уже привыкли к бойлеру в ванне или на кухне. Многие выбирают электронагреватели в качестве основной или резервной системы для отопления частного дома. Электрическая энергия, в пересчете на тепловую, обычно получается дороже, чем при сжигании газа, дров или угля. Но если говорить об удобстве, то электронагрев оказывается вне конкуренции. Ведь что может быть удобнее включения одной кнопкой и управления при помощи одной ручки? Вот и пробираются электронагреватели в наши дома. Однако на этом они не собираются останавливаться. Более того, у электронагрева в нашей стране (что уж говорить про «не наши» страны!), оказывается, очень богатая история. Промышленные электронагреватели (электрокотлы и электроводонагреватели) относительно большой мощности чрезвычайно распространены. Во многих обстоятельствах у них и вовсе нет альтернатив. Впрочем, не будем отвлекаться. Скажем так: там, где есть условия и целесообразность применения электронагревателей, обычно выбор делается в пользу одного из следующих типов электронагревательного оборудования: электродный, ТЭНовый или индукционный электрокотел.

Хорошо подкованный в теме читатель может спросить: а как же инфракрасные нагреватели?! А мы этот тип пока исключим из рассмотрения, поскольку инфракрасные установки не применяются в системах отопления с жидким теплоносителем и таким образом, к котельному оборудованию не имеют никакого отношения и выступают, если так можно выразиться, в другой весовой категории.

Трубчатый электронагреватель. ТЭН. Просто ТЭН.

Трубчатые электронагреватели исторически являются первыми приборами, приспособленными к преобразованию электрической энергии в тепловую. ТЭН был изобретен в США, о чем свидетельствует патент 1859 года. С тех пор этот вид электронагревательного прибора является самым распространенным, главным образом, по причине относительной простоты конструкции. Надо отметить, что принципиально в конструкции этого устройства практически ничего не поменялось с момента изобретения:

 ТЭН состоит из тонкостенной (0,8 — 1,2 мм) металлической трубки (корпуса), внутри которой находится спираль из проволоки большого удельного электрического сопротивления. За счет этого сопротивления спираль и накаляется. Материалом трубки может быть углеродистая сталь, если температура поверхности ТЭНа в рабочем режиме не превышает 450 °С, и нержавеющая сталь при более высоких температурах или при работе ТЭНа в агрессивных средах. На металл может накладываться химическое или электрохимическое покрытие – лужение, никелирование, фторопласт.

Спираль чаще всего делают из хромоникелевого сплава (чаще можно встретить другое его название – «нихром») или феррохромового сплава. Концы спирали соединены с контактным стержнем, наружная часть которого подключается к питающей электросети. Спираль изолируется от корпуса наполнителем, имеющим высокие электроизоляционные свойства и хорошо проводящим теплоту. В качестве наполнителя, чаще всего, применяют периклаз (оксид магния) или кварцевый песок. После заполнения наполнителя трубку ТЭНа опрессовывают. Под большим давлением кристаллы периклаза спаиваются, фиксируя спираль по оси трубки ТЭНа. Опрессованный ТЭН может быть изогнут для придания необходимой формы. Контактные стержни ТЭНа изолируют от трубки изолятором, торцы герметизируют влагозащищенным кремнийорганическим лаком.

Единичная мощность ТЭНового элемента варьируется от десятков ватт до десятков киловатт. Еще больше разброс в размерах, а уж по форме нагревательного элемента разнообразие ТЭНов и вовсе не имеет себе равных – прямые, спиральные, дугообразные и вообще почти любой формы, которая взбредет заказчику или производителю в голову.

Как известно, чем проще система, тем меньше вероятность выхода из строя. Несмотря на свою кажущуюся простоту, в конструкции ТЭНа не так уж мало элементов, которые служат недобрую службу, а именно: раскаляющаяся спираль, температура которой может достигать 1000 °С; засыпка-наполнитель, от равномерности которой напрямую зависит долговечность ТЭНа; наличие герметизирующих слоев и уплотнений, от которых зависит не только работоспособность ТЭНа, но и его пожарная и электрическая безопасность – именно в таких местах возможны так называемые «пробои» и замыкания. Но и без пробоев напряжение все равно практически всегда передается на корпус, несмотря на наполнитель, поэтому электрокотлы на ТЭНах в обязательном порядке требуют тщательного заземления.

Рассмотрим подробнее плюсы и минусы ТЭНов как таковых (без свойств электронагревателей, которые их содержат – нас интересует принцип нагрева как таковой):

Преимущества

Недостатки

– Универсальность: могут напрямую нагревать почти любые среды.

– Компактность и способность «закачивать» относительно большую мощность на единицу площади (высокая удельная поверхностная мощность)

– Относительная дешевизна.

– Общедоступность. В том числе – доступность сменных деталей.

– Простота управления и, как следствие, недорогая автоматизация нагревателя.

– Простота монтажа при замене.

– Широчайшая гамма форм, размеров и мощностей.

– Удовлетворительный срок службы – качественный ТЭН может проработать до 10 тыс. часов.

– Если требуется небольшая мощность нагрева (в пределах 1-4 кВт) альтернативы ТЭНу по стоимости и удобству почти не существует.

– КПД близкий к 100% при полноценном съеме тепла с ТЭНа (требуется циркуляционный насос). Однако идеальным съем тепла будет только у нового ТЭНа. Отложение накипи сильно портит картину.

– Относительная низкая электробезопасность: необходимо заземлять.

– В плане безопасности приходится полагаться только на автоматику: высокая температура поверхности ТЭНа может привести к аварии.

– Возможность «пробоев», т.е. замыкания спирали под напряжением на корпус. Даже если изделие заземлено и обеспечивается электрозащита, «пробой» приводит к быстрому выходу ТЭНа из строя.

– Из-за высокой удельной поверхностной мощности происходит активное отложение накипи и, как следствие, – снижение теплопередачи, КПД и усиленный износ ТЭНов.

– Несмотря на простоту монтажа, нужна достаточно высокая квалификация: при замене можно повредить уплотнения, вследствие чего ТЭН почти сразу придет в негодность. Есть и другие нюансы.

– В мощных промышленных электрокотлах, в которых установлено несколько ТЭНов, все перечисленные проблемы умножаются на количество ТЭНов в установке. Это приводит к росту эксплуатационных расходов: ТЭНы нужно проверять, вышедшие из строя – менять, а котел прочищать. Появляются довольно длительные профилактические и аварийные перерывы в работе систем, что иногда бывает недопустимо.

– Если требуется большая мощность электронагрева (свыше 100 кВт) недостатки ТЭНов начинают преобладать над преимуществами вследствие роста эксплуатационных и временных издержек.

Как мы видим, ТЭН – это очень хорошее и важное изобретение человечества. Современному человеку без них уже не прожить. Но инженерную мысль остановить невозможно, поэтому изобретением ТЭНа дело не ограничилось.

Электродный котел: детище ВМФ

Сейчас сложно доподлинно установить, правда это или красивая легенда, но производители электродных котлов утверждают, что изначально разрабатывались они для использования на подводных лодках. В принципе, это правдоподобное утверждение, поскольку многие изобретения человечества шагнули в нашу жизнь из военных КБ. Электродные котлы, на первый взгляд, кажутся вообще идеальными водонагревателями: собственно, вода в них греет, можно сказать, саму себя. Вот как это происходит:

Электродный котел представляет собой стальную трубу с подающим и отводящими патрубками. Внутри этой трубы размещаются электроды. Если нагреватель однофазный (в электрокотлах мощностью от 2 до 6 кВт) то электрод один, если трехфазный (в нагревателях мощностью от 9 до 50 кВт), то три. В основу работы электродного котла положен принцип ионизации воды под действием электрического тока (поэтому иногда такие котлы еще красиво называют «ионными» электронагревателями). Как известно, если поместить в воду положительно заряженный электрод (анод) и отрицательно заряженный электрод (катод), то ионы начинают метаться от одного к другому, а поскольку находятся эти ионы в среде, оказывающей сопротивление (вода), то происходит разогрев этой среды. При подключении электрода к сети переменного тока, имеющей частоту 50 Гц, электрод меняет свою полярность 50 раз в секунду, т.е. он 25 раз «побудет» катодом и столько же раз – анодом. Если бы такой смены не происходило, электродный котел, помимо тепла, вырабатывал бы еще чистый водород и кислород, поскольку в нем происходила бы реакция электролиза. Впрочем, электролиз все равно может иметь место при определенных условиях, хотя и не в таких масштабах, как при подключении постоянного тока.

Пожалуй, главной особенностью электродного котла является то, что для обеспечения необходимых параметров нагрева теплоноситель должен быть подготовлен – обычная сетевая вода не подойдет. А если система будет, к примеру, заправлена дистиллированной водой, то вообще никакого нагрева не произойдет. Поэтому теплоноситель для электродного котла должен специально подготавливаться при помощи добавления специальных добавок (солей). По своей сути теплоноситель должен быть превращен в электролит. Так что электродный котел может функционировать только в строго замкнутых системах теплоснабжения с возможно минимальными потерями теплоносителя. Помимо этого, требуется обеспечение особых мер электрозащиты, ведь теплоноситель является токопроводящей средой. Несмотря на заверения производителей электродных котлов, что их продукт – самый эффективный электронагреатель, с этим можно убедительно спорить, ведь у электродов довольно ограниченный срок службы, а необходимость подготавливать теплоноситель отнюдь не снижает величину эксплуатационных издержек.

Итак, подведем итоги по электродным котлам:

Преимущества

Недостатки

– Простота конструкции.

– Высокая скорость нагрева.

– Компактные размеры.

– КПД близкий к 100% (в том смысле, что почти вся потребляемая электроэнергия переводится в тепло. Другое дело, что для получения необходимой тепловой мощности нужно следить за соляным составом теплоносителя и состоянием электродов).

– Нет риска аварий, связанным со снижением уровня теплоносителя ниже нормы. Если теплоноситель уйдет из системы – процесс нагрева просто остановится.

– Не страшны перепады в электросети.

– Простота автоматизации и управления.

– Требуются особые меры электрозащиты. При пробое изоляции риск поражения электрическим током выше, чем в ТЭНовых котлах.

– Требуется подготовка теплоносителя и последующий контроль его солевого состава, т.к. электропроводность теплоносителя меняется в процессе эксплуатации, т.е. требуется постоянное и квалифицированное обслуживание.

– Специальные требования ко всем элементам отопительной системы (т.к. электролит – агрессивная среда). Либо ставить промежуточный теплообменник.

– Образование накипи на электродах. В отличие от ТЭНов, накипь не наносит вреда электродам, однако резко падает мощность нагрева. Нагрузочные характеристики снижаются уже после 60-80 часов работы котла.

– Быстрый износ электродов (иногда – до нескольких раз за сезон) и необходимость регулярной замены.

– При снижении удельного сопротивления теплоносителя возможно выделение водорода и кислорода, которые представляют собой взрывоопасную смесь (гремучий газ). В штатных условиях выделения не критичны, однако сам факт отрицать нельзя.

– Желательна установка котла в новую, специально подготовленную, отопительную систему. Врезка в существующую – нежелательна.

Индукционный электронагреватель: новое или подзабытое старое?

Считается, что электронагреватель индукционного типа – это совсем свежая разработка, потому что активное распространение на рынке этот вид нагревателей получил только в конце XX века. А между тем, предпосылки к появлению этого оборудования были заложены практически одновременно с изобретением ТЭНа! Впрочем, с ТЭНом, и даже с принципом нагрева сопротивлением, индукционный нагреватель не имеет ничего общего. Ничего – от слова абсолютно. Гораздо больше общих «генов» у индукционного нагревателя с… трансформатором!

Впервые явление электромагнитной индукции, то есть возникновение электрического тока под воздействием магнитного поля, обнаружил Майкл Фарадей. Однако между обнаружением этого явления и появлением первого трансформатора прошло не одно десятилетие. Сегодня же современная энергосистема не может существовать без трансформаторов в принципе.

Трансформатор – это электромагнитное устройство для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения (без изменения частоты). Такой трансформатор состоит из двух и более катушек проволоки, намотанных на ферромагнитный сердечник. Обмотка, на которую подается напряжение, которое требует преобразования, называется первичной обмоткой, а обмотка, которая преобразует магнитную энергию от первой катушки – вторичной обмоткой. Трансформаторы различают по числу фаз, числу обмоток, способу охлаждения. В основном используются силовые трансформаторы, предназначенные для повышения или понижения напряжения в электрических цепях.

Несмотря на то, что трансформаторы в процессе своей работы выделяют тепловую энергию, они не применяются напрямую как нагревательные устройства – все-таки, их прямое назначение в другом. Однако именно это явление, а именно нагрев, возможно, и подтолкнуло пытливые умы инженеров на создание нагревателя трансформатороного типа, КПД которого по тепловой энергии приближается к 100%.

Вообще, сделать индукционный нагреватель можно даже своими руками – ТЭН сделать и то сложнее. Однако если говорить о промышленном устройстве достаточно высокой установленной мощности, конечно, речи о самоделках быть не может. Да и есть у технологии производства индукционных нагревателей одна особенность, которая ему пока не позволила получить в мире широкое распространение – а именно, при всей простоте конструкции, сложно сделать устройство, которое бы обеспечивало достаточно высокий КПД и коэффициент мощности. Рассмотрим схему:

Для начала разберемся, что же такое «индукционный электронагреватель». Как и трансформатор, индукционный нагреватель состоит из магнитопровода (сердечника), выполненного из трансформаторной стали, вокруг сердечника помещается катушка, которая выполняет роль первичной обмотки, т.е. на нее и подается напряжение. А вот вторичной обмоткой служит не другая катушка, как это было бы в трансформаторе, а полый теплообменник, внутрь которого подается и нагревается теплоноситель. Откуда же берется тепло? Тепло выделяется в теплообменнике под воздействием магнитного поля, которое возникает в первичной обмотке. Таким образом, нагревается сам металл, из которого сделан теплообменник.

Надо особенно подчеркнуть, что индукционный водонагреватель работает НЕ как СВЧ-печь, то есть нагрева непосредственно самого теплоносителя здесь не происходит – частота тока не та. Да это и не нужно – преобразователи частоты – приборы капризные, а влияние СВЧ на жизненно важные органы еще до конца не изучено, так что лучше остановится на токах промышленной частоты (50 Гц) этого более чем достаточно, чтобы нагреть металл до разумной температуры и от него передать тепло теплоносителю.

Как любой другой электромагнитный прибор, индукционный нагреватель имеет такую характеристику как коэффициент мощности (обозначается как cosf). И если говорить о конструкции нагревателя, то это значение является очень важным. Этот коэффициент показывает, какая часть электромагнитного поля участвует в процессе нагрева, а какая – теряется. Так вот, вплоть до конца XX века, не была создана конструкция, которая бы могла продемонстрировать достаточно высокий коэффициент мощности, и вследствие этого, успешно конкурировать с ТЭНовыми или электродными котлами. Однако благодаря научным разработкам группы ученых одного из ведущих технических вузов страны, возглавляемой д.т.н. Анатолием Елшиным, удалось создать конструкцию индукционного нагревателя, обладающего практически такой же энергоэффективностью, как у ТЭНового, однако почти по всем другим параметрам его превосходящий.

Несмотря на кажущуюся сложность конструкции, на самом деле, она на удивление проста: в ней фактически отсутствуют какие-то детали и элементы, которые можно было бы назвать «слабым звеном». Здесь только металл, трубы и провода. Единственное, что хоть как-то ограничивает срок службы такого оборудования (если не считать электронику в системе управления) – это изолятор провода в первичной катушке. Предприятия, которые выпускают сейчас индукционные нагреватели в промышленных масштабах, эту задачу решили при помощи технологий, которые применяются на атомных и гидроэлектростанциях – благо технологии сейчас стали общедоступны. Трансформаторы служат десятилетиями, и у индукционного нагревателя – его генетического собрата – есть все шансы установить новые рекорды долговечности.

Преимущества

Недостатки

– Самый высокий класс электробезопасности, обеспечивающийся конструктивно: греющий контур просто не может замкнуться на питающую обмотку, а магнитным полем «долбануть» не может в принципе. Напряжение прикосновения – всего 2В!

– Пожарная безопасность, которая также обеспечивается конструктивно. В отличие от ТЭНов, в индукционном нагревателе нет местных перегревов. Теплоноситель нагревается равномерно и теплосъем происходит по очень развитой поверхности, благодаря чему перепад температур теплоносителя с теплообменником не превышает 20-30 °С.

– Длительные сроки службы. По заявлению производителя – более 100 000 часов (более 30 сезонов). Это правдоподобно, поскольку срок службы ограничен только изоляцией обмоток, а она весьма долговечна.

– Универсальность: может нагревать практически любой жидкий теплоноситель – воду, антифриз, масла. Химический состав не имеет значения.

– Естественное омагничивание воды, незначительные температуры нагреваемого металла и легкая вибрация (незаметная человеку) служат отличной защитой от накипи. Отложения практически не образуются.

– Практически не требует контроля и профилактики, особенно при наличии автоматической системы управления. Работает по принципу «включил и забыл».

– Высокая материалоемкость и, как следствие, более высокие затраты покупателя на приобретение.

– Относительно большие массо-габаритные показатели.

– Выше перечисленные недостатки делают малопривлекательным производство и приобретение установок мощностью менее 10 кВт.

– Относительно плохая ремонтопригодность теплообменника (впрочем, ремонт и не потребуется при правильной эксплуатации).

Индукционный электронагреватель, таким образом, представляет собой очень серьезную альтернативу ТЭНовым и, тем более, электродным котлам – достаточно визуально оценить соотношение преимуществ и недостатков. Так что можно с уверенностью сказать, что данный тип электронагревателей по праву отвоевывает себе все более емкий сегмент рынка.

Оригинал статьи: https://termanik.ru/printsipy-raboty-elektrokotlov-v-shemah-preimushhestva-i-nedostatki-razlichnyh-vidov-elektronagrevatelej/

Предназначение отопительных ТЭНов

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 ТЭНы 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.

Чугунный радиатор отопления со встроенным ТЭНом

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

Использование термостатического узла для нижнего подключения радиатора

Комбинированный дополнительный узел используется для установки запорной и регулирующей арматуры, терморегулятора, создаёт надёжный компактный механизм. Это создаёт простоту монтажа выпускаемых секционных биметаллических и алюминиевых радиаторов. В моделях экзотического производителя приборов есть уникальные модификации и серии. В них нет ниппелей.

На практике встречается комбинированный уникальный способ нижнего подключения чугунных радиаторов. Чугунные радиаторы создают интерьер необыкновенный теплоисточник. Отопительный прибор энергоэффективный и теплоёмкостный, производительнее других типов. Создаются интерьеры помещений под старину, с разнообразными дизайнерскими решениями ультрастиля.

Монтаж отопительного прибора достигается с наилучшим внешним видом, когда тип и модель радиатора устанавливаются правильно по габаритам и стандартам к помещению.

Что такое тэн

Нагревательный элемент, состоящий из нескольких нихромовых спиралей, помещённых в металлическую трубу. Элементы должны быть хорошо запаяны, чтобы предотвратить попадание влаги внутрь. Металл для труб должен быть обязательно антикоррозионным.

Что такое ТЭН

Трубы выполняются бесшовным методом, чтобы исключить любую деформацию при нагревании. Если тэнам приходится нагревать воду для отопления дома, и она не соответствует санитарным нормам, трубы быстро выходят из строя. Поэтому предотвратить поломку можно, ели изначально приобретать медные, титановые и танталовые элементы – срок их годности проверен временем.

Расчет мощности радиатора

Какой мощности должен быть тэн?

Ошибка №5

Здесь не нужно исходить из принципа – чем больше, тем лучше.

В первую очередь нужно обеспечить плавную работу нагревательного элемента. Он не должен выключаться и включаться через чур часто.

Подберете слишком мощный тэн и при выходе на рабочую температуру он у вас будет работать в следующем режиме: 1 минута выключено – щелчок – менее минуты включено – щелчок – 1 минута выключено и т.д.

При грамотном подборе мощности и хорошем утеплении помещения, батарея будет 2/3 времени “отдыхать”, отдавая тепло в окружающую среду, и только 1/3 времени работать, потребляя эл.энергию.энергоаудит и обследование теплопотерь дома тепловизором

Исходя из этого можете примерно рассчитать расход эл.энергии за месяц.

Помимо щелчков, мощная батарея будет сильно шуметь и булькать. Добавление уксуса или лимонной кислоты для смягчения жидкости не особо помогает.

Здесь наблюдается эффект как в электрическом чайнике. При мощности 2квт мы имеем очень малые размеры сосуда, плюс наличие пустот.от чего шумит чайник

В результате резкого выделения тепла в воду и возникает подобный шум. Чем меньше воды в чайнике, тем сильнее он шумит.

То же самое и в батарее. Когда тэн слишком мощный, скорость нагрева получается на порядок выше скорости отвода тепла, плюс сказывается невысокая скорость циркуляции теплоносителя.

Ошибка №6

Зачастую сильный шум при работе возникает при неаккуратном завинчивании или кривом тэне и случайном соприкосновении трубки с перегородкой ниппеля.

кривой тэн

Чтобы решить эту проблему, попробуйте немного провернуть тэн по часовой или против часовой стрелки, изменив его положение. Шумная работа на пределе и постоянные щелчки не только раздражают, но и напрямую влияют на срок службы контактов реле.как выбрать тепловентилятор для квартиры лучшие модели

Поэтому при выборе мощности тэна исходите из правила:

  • максимум 0,5кВт – на каждые 4 секции

как выбрать мощность тэна в батарею чугунную и алюминиевый радиатор таблица

Установите тэн меньшей мощности, и он у вас вообще не будет отключаться, так как не сможет нагреть воду до нужной температуры.

С одной стороны, это хорошо, батарея никогда не перегреется, даже если будет сбой в работе термореле. Например, для чугуняки (4 секции высотой 500мм), тэн мощностью 300Вт некоторые вообще умудряются вкрутить напрямую без термостата.тэн в батарею без термостата

Еще один плюс малой мощности – отсутствие раздражающих щелчков. Однако несмотря на это, при недостатке киловатт вы существенно теряете в теплоотдаче.

Вот и приходится искать идеальную формулу.

Когда батарея слишком длинная (12 секций), то лучше вместо одного 1,5кВт тэна, вкрутить сразу два. Снизу радиатора с одной стороны 1кВт, а с другой еще на 0,5кВт.два тэна в один радиатор или батарею

Либо два по 0,7кВт каждый. Тем самым, прогрев секций будет более равномерным.

Ошибка №7

Только не забудьте проверить резьбу на тэнах.

левая и правая резьба на тэнах

С двух сторон батареи она разная. При покупке нагревательного элемента обращайте внимание на буковку, которая обозначает правую или левую резьбу (1.1/4R или 1.1/4L).

По заводским параметрам подобные батареи (с высотой или межосевым расстоянием 500мм), при встраивании в полноценную гидравлическую систему отопления, способны рассеивать чуть менее 200Вт тепловой мощности на каждую секцию (180Вт алюминий, 140Вт чугун).

Однако в нашем случае таких цифр не ждите. Во-первых, теплоотдачу в 180/140Вт обеспечивает только новая батарея. А для подобного обогревателя, как правило используют б/у-шные варианты.бу батарея с тэном в гараже

Покупать новье для такой самоделки экономически не целесообразно.

Во-вторых, такая работа возможна только при режиме 90С-подача, 70С-обратка. Мы же в этой сборке применяем тэн с оптимальной рабочей температурой 60-65С.обогрев помещения тэн в батарею

При морозе на улице до -25С можно накрутить и на +70-75С. Максимально возможная температура + 80С.максимальная температура тэна

Поэтому никогда вы такую батарею в НОРМАЛЬНОМ режиме эксплуатации не нагреете до 90С. В принципе этого и не нужно, так как влечет за собой риски резкого повышения давления.

При вкручивании нагревательного элемента, редко какой из них достает до последней секции. Обычно их длина варьируется в пределах 35-40см.

Есть и эксклюзивные модели на все секции, но под заказ (например, Grepan). Вот сравнительные таблицы равномерности прогрева одной и той же батареи (10 секций) стандартным коротким тэном и удлиненным от Grepan.талица сравнения нагрева батереи стандартным и удлиненным тэном

Однако большинство из нас применяют все же коротыши. Каким же тогда образом обеспечить равномерный прогрев по всей площади?

Здесь есть определенные нюансы, связанные с наполнением водой.

Ошибка №8

Для дома рекомендуется именно вода, а не какая-то химическая незамерзайка (этиленгликоль, антифриз, тосол).

отзывы про батарею с тэном

По мере работы и нагрева, жидкость в любом случае будет испаряться и находить себе выход через верхние клапана. Вы же не хотите дышать подобной химией у себя дома.

А вот для гаража, сарая или дачи с хорошей вентиляцией, хочешь-не хочешь, а придется лить незамерзайку. Подбирайте максимально экологически безвредную (sweet winter, теплый дом и т.п.).незамерзайка в батарею

В противном случае, надолго отключенная батарея с водой, просто-напросто разморозится.

У кого есть возможность, заливают масло. Не веретенку или отработку, а трансформаторное. С ним батарея никогда не замерзнет.

А еще такое масло отличный изолятор. Не нужно будет бояться утечек тока при разрушении оболочки нагревательного элемента.автоматика электрического отопления 3 схемы

Только имейте в виду, что при такой “заправке” придется искать специальный масляный тэн.масляный тэн для батареи

Ошибка №9

Обычный водяной из-за густого масла и плохой конвекции будет перегреваться и быстро выходить из строя.

почему нужен специальный тэн для масляной батареи

В целях пожаробезопасности нагрев при прямом соприкосновении с маслом не должен превышать 250 градусов. Кроме того, масло быстро разъест все резиновые прокладки между секциями.

Как подобрать ТЭН для нагрева заданного объема воды

P= 0,0011*m* (tk-tн)/T

где

m –масса нагреваемой воды, кг
tk – конечная температура воды, oС
tн – начальная температура воды, oС
Т – время нагрева воды, час
P – мощность ТЭНа, кВТ

Расчет параметров нагревателя

По закону Ома рассчитывается мощность, которая равна произведению силы тока на напряжение электрической сети. Другими словами, чтобы у ТЭНа была мощность 1000 Вт, необходимо сначала вычислить силу тока. Есть два известных параметра – мощность и напряжение (в бытовой сети — 220 вольт). Ток будет равен мощности, разделенной на напряжение. Если 1000/220, получим силу тока, равную 4,55 А.

Для того чтобы определить сопротивление нити, необходимо напряжение разделить на силу тока. В итоге мы получим сопротивление обмотки ТЭНа, выраженную в омах. А если точнее, то разделим 220 на 4,55 и получим, что сопротивление нити из нихрома должно быть равно 48,4 Ом.

ТЭНы для котлов и бойлеров

Нужно отметить, что сопротивление прямо влияет на мощность нагревательного элемента. Чем меньше значение сопротивления, тем больше мощность нагревательного элемента. Нужно обратить внимание на то, что практически вся мощность будет расходоваться на нагрев нити. Поэтому коэффициент полезного действия у большинства ТЭНов практически равен 100%. Другими словами, чем мощнее нагревательный прибор, тем быстрее и больше он прогревается.

Недостатки

Несмотря на надежность устройства и его продуманную структуру, в процессе использования ТЭНы иногда возникают трудности.

Недостатки:

  • на них образуется накипь;
  • есть сложности с регулировкой мощности – чтобы изменить температурные параметры, придется отключать все ТЭНы;
  • во время чистки, демонтируя ТЭН, будьте предельно внимательным, чтобы не прикладывать к контактным стержням чрезмерное усилие, иначе вы нарушите непроницаемость наружного вывода.

Если в системе котла отсутствует вода – ТЭН моментально перегорает, поэтому во время приобретения прибора отдельного и уже встроенного в котел отопления проверьте наличие автоматических выключателей, свободен ли доступ к замене элемента на новый.

649b763e4037d1510f7dcb33b81ec5d9.png

Накипь на поверхности ТЭНа

Использование дистиллированной жидкости позволит продлить срок годности ТЭНовых котлов и повысить их КПД. Достаточно установить фильтрационную станцию на входной группе. Важен плановый осмотр и чистка нагревательного элемента раз в полгода или перед каждым отопительным сезоном.

У компании Zota работают сервисные центы, которые производят чистку комплектующих и обеспечивают ремонт и замену на оригинальные детали.

Принцип работы нагревательных элементов

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

Принцип работы отопительного электрокотла

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.

ТЭН для водонагревателя – как подобрать новый

ТЭН для водонагревателя — главный элемент. Однако, несмотря на все ухищрения разработчиков водонагревательной техники и по сей день ТЭН – запасная часть, которая периодически требует замены. Однако, подобрать новый ТЭН для водонагревателя не так просто.

Разнообразие ТЭН-ов для водонагревателя

Существует всего 2 типа ТЭН-ов для водонагревателей:

  • Открытые для контакта с водой нагревательные элементы – этот тип ТЭН-а для водонагревателя называют мокрым, потому что он расположен внутри бака и его поверхность напрямую обеспечивает нагрев воды. Из-за того, что он незащищен от воды, этот тип нагревательного элемента для работы требует много электроэнергии и быстро покрывается накипью.
  • Закрытые от контакта с водой нагревательные элементы – по причине того, что этот тип ТЕН-а для водонагревателя защищен специальной колбой от действия воды в баке его называют сухим. Он дольше служит и потребляет меньше электроэнергии. Но время нагрева воды больше, чем у мокрого тЭН-а.

Параметры выбора ТЭН-а для водонагревателя

К сожалению, когда требуется заменить ТЭН, то выбор замены затрагивает множество параметров, помимо открытого или закрытого типа элемента. Помимо этого, трудность выбора нового ТЭН-а для водонагревателя заключается в том, что найти идентичный нагревательный элемент вышедшему из строя, скорее всего не удастся. Так какие параметры нужно учитывать при подборе ТЭН-а для водонагревателя?

  • Тип крепежа – крепление у нового ТЭН-а для водонагревателя и у старого должно совпадать. Оно бывает двух типов – ТЭН с монтажной гайкой и нагревательный элемент на фланце.
  • Материал, из которого изготовлен нагревательный элемент – должен совпадать как у вышедшего из строя ТЭН-а, так и у нагревательного элемента для замены, иначе по причине разности потенциалов срок службы не только ТЭН-а, но и бака существенно уменьшиться. Для изготовления ТЭН-ов для водонагревателей применяют 2 вида металлов — сталь и медь.
  • Форма ТЭН-а и его размер – в производстве ТЭН-ов для водонагревателей используют прямую и гнутую форму. При подборе нового нагревательного элемента нужно выбирать такую же форму. Имейте ввиду, что помимо формы нужно учитывать и размер ТЭН-а. А в случае с гнутыми нагревательными элементами, нужно учитывать и угол.
  • Анод и нагревательный элемент – иногда производитель размещает анод в основание ТЭН-а для водонагревателя. Поэтому, если Ваш старый нагревательный элемент был таким, то новый нужно подбирать с отверстием для анода.
  • Величина мощности – как и по предыдущим параметрам, мощность нового ТЭН-а для водонагревателя должна совпадать с величиной старого, иначе настройки в блоке управления собьются. Посмотреть ее можно в паспорте водонагревателя.

В ассортименте «TER-MARKET» Вы найдете разнообразные оригинальные запасных частей по доступной цене. Помимо этого, позвонив, Вы всегда можете рассчитывать на грамотную консультацию от наших специалистов.



  1. Отсутствие контакта деталей, находящихся под напряжением, с рабочей жидкостью. Конструкция отличается высокой электробезопасностью, отсутствие токов утечки позволяет ввести в цепь питания защитный блок УЗО.
  2. Мощность оборудования постоянна, параметр не зависит от температуры и химического состава жидкости. Мощность меняется только в результате колебаний напряжения в сети.
  3. Конструкция нагревателя допускает плавное или ступенчатое изменение мощности, что устраняет резкий скачок напряжения в сети в момент включения или отключения оборудования.
  4. Поломка ТЭНа не приводит к остановке установки, поскольку в конструкции предусмотрены дополнительные нагреватели.
  5. Допускается эксплуатация оборудования при повышенной температуре жидкости. Степень перегрева определяется механической прочностью металлического резервуара и отходящих от нагревателя трубопроводов.

Jelektrodnye-kotly.jpg

Сухой или мокрый тэн, что лучше?

Оба варианта имеют свои плюсы и минусы. Давайте рассмотрим их.

Мокрый ТЭН непосредственно контактирует с водой. На нем образуется накипь, оседает грязь. За счет этого срок службы мокрого трубчатого электронагревателя ниже, чем у сухого.

Сухой ТЭН не контактирует с водой напрямую, поэтому хуже передает тепло после включения. Но после того как прогреется окружающая его жидкость или вещество, теплоотдача будет не хуже, чем у мокрого.

С точки зрения эксплуатации сухой вариант выигрывает. Он не подвержен коррозии, на нем не оседает грязь и не образуется накипь.

Что касается стоимости – оборудование с сухим нагревателем дороже, чем с мокрым. Но разница в цене окупается со временем. Да и проблем с его обслуживанием будет меньше. Поэтому можно точно сказать: сухой ТЭН лучше мокрого.

Важно!Помните, что не всегда есть возможность заменить мокрый ТЭН на сухой и наоборот. Поэтому при выборе оборудования обращайте внимание на тип установленного нагревателя.

Виды ТЭНов для отопительных приборов

Простота изготовления ТЭНов 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 мобильных масляных обогревателях, переносных и настенных электрических радиаторах. Передача тепла в них может происходить с помощью: конвекции, ИК-излучения или теплопроводности.

Трубчатые ТЭНы для радиаторов

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. К примеру, ТЭН микатремического обогревателя представляет собой змеевик, расположенный за минеральной пластиной. Нагреваясь, пластина излучает инфракрасное тепло.

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.

ТЭНы 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.

Оребренная модель ТЭНа

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

Используются оребренные модели преимущественно в обогревателях для воздушного отопления. 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.

Блочные ТЭНы для котла

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 ТЭНе 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.

Патронные электрические нагреватели

Главным недостатком патронных ТЭНов 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.

Особенности использования

Преимущества:

  • ступенчатое или блочное соединение ТЭНов экономит электроэнергию до 30%;
  • мощность достаточна для нагрева не только СО, но и ГВС, поэтому ТЭНы подходят и для установки в двухконтурных котлах;
  • не образуют вредных соединений или продуктов горения;
  • компактные, поэтому и сами электрические котлы обладают маленьким весом и скромными габаритами;
  • способны менять форму под действием высоких температур не теряя технических характеристик, поэтому придавать им определенные очертания можно своими руками, стандартная же температура нагрева ТЭНа в котле – 80 °C.

c1912cc5efbe19b63ee8484a16a04334.jpg

Одноконцевой ТЭН

Подробная информация о характеристиках ТЭНов для отопления на видео ниже.

Монтаж

Тэны для радиаторов отопления: назначение, виды, критерии подбора, особенности подключения
Водный конвектор

Теплые подоконные плиты – это дорогое удовольствие, если только они не сделаны своими руками.

Простым решением является оснащение нагревателем несущего основания, а в подоконной доске формирование 1-2 конвекционных решеток. Более сложная и трудоемкая, но не менее эффективная (а может и более) конструкция — это бетонный блок с элементами нагрева (тэнами или водопроводными трубками).

Подготовка материалов и инструментов

Для монтажа нагревательного устройства могут понадобиться следующие инструменты и материалы:

  • болгарка (УШМ) с набором;
  • перфоратор и различные насадки (отбойник, миксер);
  • сварная металлическая сетка;
  • фольгированный изолон;
  • клеевой раствор (плиточный клей или т.п.);
  • цемент с песком (для монолитного бетонного подоконника);
  • медная трубка (для водного теплоносителя);
  • тэны (для электрического устройства);
  • материалы для создания формовочной опалубки и т.д.

Пошаговый процесс

Рассмотрим два основных способа монтажа обогрева. Начнем с обустройства основания, на которое будет крепиться подоконник с конвекционными решетками.

Тэны для радиаторов отопления: назначение, виды, критерии подбора, особенности подключения
Водный теплоноситель

Примерный монтаж

  1. Перед монтажом обогрева следует подготовить основание. Для этого с помощью перфоратора его углубляют на 5-6 см.
  2. Формируется опалубка со стороны комнаты высотой 2-3 см: два откоса, низ оконного блока и деревянная доска составляют емкость, которая в дальнейшем будет заливаться стяжкой.
  3. В нее укладывается фольгированный изолон фольгой вверх.
  4. Заливается стяжка толщиной около 1 см.
  5. На нее укладывается фольга, на которую помещаются нагревательные элементы (электрические или водные). Их необходимо зафиксировать любым удобным способом (клей, саморезы и т.д.), главное,их не повредить.
  6. Все заливается цементным раствором.

После затвердения раствора на полученное основание крепится подоконник. В качестве связующего состава нельзя использовать средства с высокими теплоизоляционными свойствами, например, монтажную пену.

Полученное устройство подключается к источнику тепла. В случае, если в качестве теплоносителя используется вода, то обогреватель необходимо оснастить запорными кранами и краном Маевского. При монтаже электрической системы нужен понижающий трансформатор, блоком управления и система защиты.

Видео о другом варианте монтажа:

Примерный порядок работ

Наиболее простое конструкторское решение – это формирование бетонной плиты с помещенными внутри тэнами или водопроводными трубками.

Тэны для радиаторов отопления: назначение, виды, критерии подбора, особенности подключения
Обогреватель с нуля

  1. Готовится форма для заливки бетонной плиты. В соответствии с необходимыми размерами подбирается фанерный лист подходящей формы. Фанеру лучше выбирать качественную с гладкой поверхностью. Это позволит избежать этапа финишной шпатлевки. К ней прикрепляются боковины, достаточные для заливки слоя бетона необходимой толщины.
  2. В полученной форме на расстоянии не менее 1 см от фанеры укладывается медная водопроводная труба небольшого диаметра или электрический нагревательный провод. Закреплять эти элементы можно любым удобным способом. Для труб применяется крепление под полипропиленовые трубки.
  3. Сверху на тэны укладывается металлическая сварная армирующая сетка. Крепить ее можно на вязальную проволоку или пластмассовые стяжки.
  4. Трубы необходимо оснастить краном Маевского и другими фитингами.
  5. Для заливки готовится бетонный раствор: соотношение материалов выдерживается соответствии с маркой портландцемента.
  6. Бетон затвердевает в течение одних суток, а прочность набирает после 2 дней.
  7. Черновой подоконник готов, переходят к его финишной обработке. Шлифовальной машинкой закругляют углы. При необходимости, когда на лицевой стороне имеются дефекты, поверхность следует зашпаклевать.
  8. Его покрывают краской и устанавливают на место.
  9. Подключают к электросети или к отоплению

Схема подключения электрики

Что касается обеспечения безопасности при подключении напряжения, то здесь всю схему нужно запитывать только через УЗО или дифф.автомат с током утечки 30мА.как выбрать узо для квартиры и дома

Ошибка №14

Простой модульный автомат для этого не годится.

почему нельзя подключать батарею с тэном через автомат

Иначе придется возле этого чуда передвигаться только в резиновых сапогах и перчатках. Водяные тены со временем разрушаются и нагревательная спираль, изначально защищенная оболочкой, оголяется.трещина в обогревательном тэне бойлера

При соприкосновении с водой происходит утечка тока на металлический корпус обогревателя. Стоит вам дотронуться до любой из секций, и вы окажетесь под напряжением.

Нечто подобное происходит в эл.титанах или бойлерах, когда вода из под крана начинает “щипаться” и “бить током”. 111_bjettokom

УЗО спасает от всего этого. Правда самостоятельно оно сработает только тогда, когда батарея будет заземлена.

В противном случае УЗО будет выжидать момента, пока вы не дотронетесь до батареи рукой. Начало выбивать УЗО – тут же меняйте тэн.

Сам терморегулятор подключается гибким проводом ПВС 3*2,5мм2.провод с вилкой для подключения батареи с тэном

С одной стороны провода монтируется евро вилка, которая и втыкается в ближайшую розетку.схема подключения тэна в батарею как правильно

Не зажимайте под винты терморегулятора многожильный провод без наконечников.

Особенно это касается мощных тэнов на 1,5-2,0кВт. Концы жил для надежности контакта необходимо обжать гильзами НШВИ.

Ошибка №15

Еще одна проблема – оголенные контакты на термореле.

При наличии в доме маленьких детей и домашних животных, это очень опасно.оголенные контакты на термореле тэна в батареи как исправить

Некоторые мастера советуют закрывать термостат сверху пластиковым корпусом от подрозетника. Он как раз подходит по диаметру.

Как правильно устанавливать и использовать тэн

Ключевым параметром для любого электроприбора является его номинальная мощность. Поэтому, чтобы корректно установить такой прибор в систему отопления, эту величину нужно вычислить. После этого нужно изучить правила установки электрических тэнов и лишь затем приниматься за работу.

Наружная оболочка конструкции должна быть расположена в воде, чтобы тепло от спирали компенсировалось низкой температурой воды, и тэн не перегревался. С этой целью его нужно устанавливать в самой низкой точке радиаторы, чтобы он не входил в зону наличия воздушных пробок.

Вода должна быть дистиллированной, поскольку в ней содержится минимум примесей. Подобные добавки могут формировать на защитной оболочки слой накипи, что, в свою очередь, может вызвать коррозию.

При установке тэна в отопительную систему уточните в инструкции, как нужно в данном случае герметизировать торцевые стыки. Если речь идет о дополнительной герметизации, это нужно обязательно сделать, иначе при попадании воды на нагревательную спираль может появиться опасность для жильцов помещения.

Герметизация стыков

Во время установки тена в систему отопления нужно предварительно ознакомиться с инструкцией от производителя. Если в ней указано, что торцевые стыки электродов должны быть дополнительно герметизированы – это обязательно выполняется. В противном случае при попадании воды на поверхность нагревательной спирали повышается опасность для проживающих в доме. Ознакомившись с этими правилами можно приступать к установке тэна для отопления.

Не каждый тэн подходит для радиатора отопления. Следует выбирать только специальные модели с соответствующим монтажным диаметром.

Электронагреватели с терморегулятором

ТЕНы для отопления с терморегулятором в настоящее время являются самыми распространенными. Их основным предназначением является нагрев жидкости. ТЕНы с термостатами устанавливают почти на все оборудование, которое используется для нагрева воды. Максимальная температура, до которой могут разогреть теплоноситель ТЭН для радиатора с терморегулятором – 80 градусов.

как выбрать тен в батарею отопления
ТЕН с терморегулятором изготавливают из никеле-хромовой проволоки. Находящаяся внутри трубки устройства с электрическим термостатом проволока заливается особым порошком сжатого типа, который представляет собой оксид магния и имеет прекрасные изоляционные свойства, но одновременно отличается высокой теплопроводностью. Можно встроить такой ТЕН в электрическую батарею отопления.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...