ТЭНы для котлов отопления: особенности и принцип работы

При решении вопроса по организации теплоснабжения центральное место занимает правильный выбор оборудования. Теплогенератор является центром любой системы отопления, и от эффективности его работы зависит продуктивность функционирования всего отопительного контура в целом. Рынок отопительного оборудования предлагает массу всевозможных решений.

Твердотопливные котлы по-прежнему остаются востребованными и популярными во многом благодаря возможности модификации. Установка ТЭНов (трубчатых электронагревателей) — это довольно простой и относительно дешевый способ превращения котла на твердом топливе в комбинированное устройство, вырабатывающее тепло с использованием электроэнергии. Твердотопливный котел с ТЭНами по сути является агрегатом, в котором существует возможность альтернативного или совместного использования основных видов топлива и электричества.

Особенности котла на твердом топливе с ТЭНом

Наличие электрических нагревательных элементов в контуре отопления превращает твердотопливные агрегаты в устройства, способные в течение продолжительного времени сохранять температуру теплоносителя на необходимом для функционирования системы уровне. Это крайне важно в том случае, если температура за окном ниже нулевой отметки, а в отопительный контур залита вода.

Какой бы вместительной не была камера сгорания, твердое топливо сгорает относительно быстро. Исключение составляют котлы длительного горения, но их работа базируется на несколько иных физических принципах, а сложность конструкции ведет к увеличению цены. Комбинированные твердотопливные агрегаты с ТЭНами — это лишь улучшенные модификации, имеющие относительно простую и проверенную временем конструкцию.

Конструкция

Вне зависимости от производителя, любой современный твердотопливный котел с электротэном представляет собой теплогенератор.

В его конструкцию входят:

1. Металлический корпус.
2. Камера сгорания твердого топлива.
3. Теплообменник.
4. Система подачи воздуха.
5. Система отвода продуктов горения.
6. Одиночный электронагревательный элемент или блок ТЭНов.
7. Управляющая автоматика.

Каждая фирма-производитель отопительного оборудования старается находить оптимальные для своих изделий конструктивные решения, поэтому расположение элементов, их форма и размеры могут быть различны. В большинстве моделей блок ТЭНов находится в нижней части водяной рубашки котла, чтобы при его включении нагревался весь теплоноситель.

Некоторые модели имеют верхнее расположение ТЭНов. Это объясняется тем, что конструкторы считают неэффективным использование электроэнергии для нагрева большого количества теплоносящей жидкости. ТЭНы подогревают лишь часть теплоносителя, непосредственно циркулирующего в системе.

Принцип работы

Теплогенератор, использующий как минимум два источника энергии — это по сути комбинированный котел. После загрузки в камеру сгорания дров или угля и их поджига начинается передача тепловой энергии, полученной при их сгорании, к теплоносителю, находящемуся в теплообменнике. Для более эффективного использования тепла некоторые модели представляют собой двух- или трехконтурные устройства. Чем меньше тепла будет выведено в трубу и больше отдано для обогрева — тем выше КПД системы в целом.

Если учесть, что 22% тепла пропадает с уходящими газами, 8% обогревает окружающее пространство, и 12% остается в неполностью сгоревшем топливе, то лишь от 67 до 80% представляет собой полезное тепло, отданное теплоносителю. И так невысокий показатель КПД может снижаться по причине недостаточно мощной приточной вентиляции или излишнего количества воды в системе.

Системы отопления с использованием жидкостей инерционны. Для разогрева теплоносящей жидкости требуются серьезные энергозатраты, что при остывании системы приводит к перерасходу любого вида горючего. Чтобы этого избежать, при прогорании дров или угля в работу вступает ТЭН. До момента закладки новой партии горючего необходимая температура в системе поддерживается за счет использования электрической энергии. За своевременное включение и отключение электронагревателя или ТЭНа определенной мощности в блоке ТЭНов отвечает автоматика.

Суть процесса состоит в том, что датчик температуры теплоносителя отправляет сигнал на контроллер, который при ее падении до установленного значения включает ТЭН. Когда теплоноситель достаточно нагрет, подача электроэнергии прерывается. До тех пор, пока питание на управляющую аппаратуру и электронагреватель подается, процесс циклически повторяется.

Преимущества

Наличие ТЭНов в конструкции твердотопливного теплоагрегата позволяет:

• поддерживать в течение необходимого времени заданную температуру теплоносителя в системе;
• существенно экономить все виды твердого горючего;
• использовать электрическую энергию в качестве резервного источника тепла;
• комфортно эксплуатировать оборудование, избавившись от необходимости частого подбрасывания дров или угля в топку, особенно ночью;
• не беспокоиться о размораживании системы при необходимости отъезда из загородного дома, коттеджа или дачи даже на длительный срок.

Недостатки

В качестве единственного недостатка твердотопливных теплоагрегатов с ТЭНами можно указать высокую стоимость потребляемой электроэнергии. По этой причине в бытовых устройствах не используются ТЭНы высокой мощности. При организации отопления в небольшом загородном доме используются котлы мощностью от 10 до 15 кВт, а суммарная мощность нагревательных элементов в блоке ТЭНов не превышает 4-6 кВт. Небольшая мощность электронагревателей ограничивается, в первую очередь, возможностями бытовой электросети 220В-50Гц, от которой питается все оборудование. В случаях, когда проект предусматривает обогрев помещений большой площади, могут устанавливаться более мощные ТЭНы, а система электроснабжения существенно дорабатывается.

Критерии выбора

При выборе отопительного оборудования любой потребитель ориентируется на его способность максимально эффективно обогреть жилище и подсобные или технические помещения. Основной показатель любого теплогенератора — это его мощность. Как правило, необходимая мощность рассчитывается путем сложных вычислений с учетом отапливаемой площади помещений, характеристик материалов стен и кровли, количества дверных и оконных проемов и десятков других параметров.

Упрощенный расчет производится по площади и объему помещений. В самом упрощенном виде принято считать, что 1 кВт заявленной мощности котла достаточно для эффективного обогрева 10 м² площади помещения. На практике для дома площадью 150 м² будет достаточно котла на 15 кВт. В идеале выбирается теплогенератор с параметрами выше расчетных на 10-15%.

Также при выборе следует учитывать:

• материалы изготовления корпуса и теплообменников;
• линейные размеры котла;
• возможность подключения электрооборудования и характеристики электросети;
• расположение точек подсоединения труб и запорной арматуры;
• особенности и форму газоотвода;
• необходимость обустройства и мощность приточной вентиляции;
• цену и авторитет торговой марки.

Обзор популярных моделей и цен

Разнообразие моделей котлов, работающих на твердых видах горючего, практически безгранично. Некоторые модели отличаются от конкурентов не только невысокой стоимостью, но и отличными эксплуатационными параметрами, прошедшими проверку временем.

Warmos-TT (Эван)

Линейка котлов Warmos-tt — образец качественного и недорогого отопительного оборудования от российского производителя. В линейку входят аппараты с номинальной тепловой мощностью 18 и 25 кВт. Модели, название которых содержит букву «К», оснащены ТЭНом мощностью 2,1 кВт и регулятором тяги. Отличительной чертой аппаратов является наличие системы дожига отводимых газов, обеспечивающей более полное сгорание топлива. Корпус котла выполнен из листовой стали с наружным порошковым окрашиванием. При соблюдении правил эксплуатации производитель гарантирует работу агрегата в течение 10 лет.

Цена на модели Warmos-tt находятся в пределах от 29 до 30,5 тыс. руб., что значительно ниже, чем стоимость аналогов от зарубежных именитых брендов. К преимуществам конструкции можно отнести вместительную камеру сгорания и наличие защитного экрана от языков пламени.

Цены на WARMOS-TT

WARMOS-TT

Zota Mix и Дымок

В линейку теплогенераторов Zota Mix входят агрегаты мощностью от 20 до 50 кВт с ТЭНами от 3 до 9 кВт. Главное конкурентное преимущество котлов Zota Mix — возможность использования практически всех видов твердого горючего: от дров до бурого угля. Под брендом «Zota» котлы изготавливает Красноярский завод отопительной техники и автоматики. Популярный котел «Дымок» также является детищем предприятия. Небольшие по размерам и мощности котлы «Дымок» с варочной поверхностью и без нашли свое применение на дачах и в небольших по площади домах. Популярность изделий под брендом «Zota» обеспечили невысокая стоимость и простота использования оборудования.

Дилерская цена на твердотопливный котел Zota мощностью 31,5 кВт некритична для простого обывателя и находится в пределах от 33 до 35 тыс.руб. При этом качество изделия находится на должном уровне, а отечественный производитель гарантирует наличие необходимых запасных частей.

EKO-EL (Wirbel)

Самым интересным техническим решением, отличающим котлы Wirbel серии EKO-El является наклонный люк, существенно облегчающий загрузку дров в камеру сгорания. Модельный ряд насчитывает 9 моделей мощностью от 14 до 80 кВт. Модели с индексом «EL» комплектуются ТЭНами мощностью от 6 до 24 кВт. Эффективность теплоотдачи в теплогенераторах данной серии существенно повышена за счет использования водонаполненной колосниковой решетки.

Цена на самую маломощную модель Wirbel ECO-EL 14 находится в пределах 77-78 тыс.руб, что вполне отвечает продуманности всех элементов, высокому качеству материалов изготовления и сборки.

Цены на EKO-EL

EKO-EL

Нюансы монтажа и подключения

При подключении теплооборудования с ТЭНами прежде всего необходимо предусмотреть точку подключения электросети. В монтаже такого вида устройств обязательно должен принимать участие профессиональный электрик, способный правильно рассчитать необходимое сечение провода и подобрать соответствующий автомат защиты. В остальном обвязка твердотопливных агрегатов с электронагревателями полностью копирует схему подключения обычных котлов.

Учитывая, что в системе отопления присутствует вода, обязательно предусматривается заземление или устанавливается УЗО (устройство защитного отключения).

Требования пожарной безопасности

Правильно установленным и обеспечивающим необходимый уровень безопасности твердотопливным котлом можно считать лишь тот агрегат, монтаж которого произведен в соответствии с Нормами Пожарной Безопасности (НПБ) и Строительными нормами и правилами (СНиП). По-настоящему качественно это могут сделать специалисты-монтажники, обладающие инженерными знаниями и многолетним опытом.

Видео

Похожие записиОтзывы и комментарии

Многие при поиске тех или иных схем отопления просто забывают о традиционных методах. В их число входят тэны для котлов отопления, работающих на разных видах топлива. Многие батареи и радиаторы часто включают в себя тэны. Но перед тем, как проводить монтаж оборудования, включая котел или другой прибор ,а также тэн, нужно взвесить все плюс и минусы такого решения.

Когда стоит использовать тэн для отопления

Тэн для батарей, сделанный своими руками, для отопления лучше не использовать, поскольку это не соответствует нормам технической безопасности. Например, в них крайне тяжело самостоятельно предотвратить короткое замыкание при проникновении тока в теплоноситель.

В качестве нагревательного элемента выступает металлическая спираль, имеющая высокий показатель электрического сопротивления. Эта спираль находится в металлической оболочке, заполненной маслом. Так, при работе элемента можно обеспечить лучший коэффициент теплопередачи. Во время подключения к электросети, спираль нагревается и передает энергию на оболочку, которая выступает теплообменником между водой и нагревательным элементом.

Нагревательные тэны для отопления применяются в таких случаях:

• при создании систем отопления, где отсутствует магистраль. Для этого нужен тэн для отопительного радиатора с функцией регулировки мощности;
• когда они входят в состав электрических котлов. Тэны для котлов бывают заводскими, но очень дорогие, иногда их можно сделать своими руками. Основным нагревательным приборов в данном случае выступает специальный тэн для котла, который отличается высокой мощностью и рассчитан на напряжение до 380 В;
• с целью быстрого обогрева помещения. Отопление при помощи электрических элементов нагревания, в отличие от тех, которые используются с газовыми котлами, отличается максимально быстрым нагревом теплоносителя.

Электроприборы для нагревания имеют компактные габариты и успешно могут монтироваться в такие агрегаты, как:

• котлы отопления;
• радиаторы;
• трубы.

Это значительно сокращает габариты всей отопительной системы, что очень важно для маленьких квартир. Однако отопление на самодельных конструкциях достаточно затратно, и это ключевой его недостаток.

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.

Как собрать электрический котел самостоятельно

Чтобы собрать котел самостоятельно, где можно применять тэн, нужно ознакомиться с его конструкцией. Он состоит из следующих деталей:

• блок и установленный в нем нагревательный элемент;
• системы безопасности и отправления.

Самодельные котлы по размеру меньше, чем заводские, их можно при необходимости переставить из одного места в другое. Для работы по изготовлению котла потребуется следующее:

• блок тэнов;
• термостат и датчик температуры;
• стальной корпус с одной зоной для тэна, а второй для блока управления.

Поскольку в системе отопления тэн нужно все время держать в воде, поставьте датчик уровня жидкости. Допустимая мощность самодельного котла составляет 9 квт.

Как выбрать тэн для системы отопления

Очень важно при выборе, чтобы прибор соответствовал всем существующим нормам безопасности и техническим требованиям. Обращайте внимание на такие параметры:

• мощность конструкции;
• тип электросети;
• наличие термостата. Если отопление радиаторное, то это является ключевым фактором, поскольку изделие без регулировки мощности будет всегда работать по максимуму, а это значительно увеличит ваши расходы на электричество;
• цену. Качественный прибор мощностью 2 кВт должен стоить, начиная от 900 рублей и выше.

Помимо этого, в отдельных случаях на работоспособность агрегата может влиять и его внешний вид. Например, для котла отопления лучше приобретать оребренный тэн, поскольку защитная оболочка такой модели оснащена дополнительными теплообменными пластинами, которые увеличивают площадь нагрева.

Что делать, если сломался тэн в котле

Электрические тэны, несмотря на свою надежность, часто могут выходить из строя. Что же делать в таком случае? Если вы имеете дело с заводским изделием, самостоятельно ремонтировать его лучше тогда, когда у вас достаточно опыта. В противном же случае лучше обратиться в специализированный сервисный центр, где вам не только качественно отремонтируют нагревательный элемент, но и проверят на целостность и работоспособность прочие части системы отопления.

Если же вы решили самостоятельно решить проблему, ознакомьтесь с конструкцией вашего прибора, информацию можно взять на сайте его производителя или из его технического паспорта.

Перед тем, как снимать тэн, нужно обесточить устройство, а потом слить теплоноситель. Работоспособность конструкции проверяется при помощи индикатора. Сравните показатели с указанными в техпаспорте, и, если они не совпадают, то прибор нужно заменить.

Профилактические меры при поломках тэнов

Даже если вы профессионально смогли врезать тэн отопительных систем, не забывайте о соблюдении правил его применения. Для начала проверьте, способна ли выдерживать ваша электросеть максимальные нагрузки. С этой целью суммируйте показатели мощностей всех электрических приборов в вашем доме и затем прибавьте к полученному числу коэффициент 1,2 для запаса. Сечение электрической проводки обязано выдерживать расчетную мощность без коротких замыканий и перегревов.

При работе нагревательных элементов спираль нагрева постепенно разрушается. Именно поэтому тэны, которые выпускаются для отопительных батарей, нужно выбирать с максимальный сроком эксплуатации от 10 лет. Также в качестве профилактики соблюдайте такие правила в ходе эксплуатации нагревательных элементов:

• не наливайте воду из крана в трубы или отопительные радиаторы, поскольку это может создать накипь на поверхности нагревательного элемента. Применять следует только дистиллированную воду;
• необходимо в обязательном порядке устанавливать устройство защитного отключения, к которому можно подключить как один, так и сразу несколько тэнов. Если случится авария, оно быстро отключить электричество, и никто и ничто в квартире не пострадает;
• не рекомендуется часто включать или выключать прибор при отоплении, это сокращает срок его службы;
• если вы наблюдаете на батарее статическое электричество, то обязательно проверьте нагревательный элемент на герметичность;
• категорически запрещено устанавливать тэн в котел или радиатор без заземления.

Если вы будете соблюдать эти простые правила, то ваша система отопления в квартире будет не только эффективно работать, но и не будет представлять собой никакой угрозы. Также крайне желательно перед врезанием тэна в отопительную систему, позаботиться о теплоизоляции в помещении. Это увеличит срок службы прибора, а также позволит хорошо сэкономить на электроэнергии.

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.

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.

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.

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

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

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

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.

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

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. Для грамотного подбора пригодятся сведения об отличиях и характеристиках. Согласны?

Вы узнаете, что собой представляют и как действуют ТЭНы для отопления. Мы детально описали разновидности нагревательных элементов, привели бесспорные аргументы для обоснованного выбора оптимального типа. С учетом наших рекомендаций вы без ошибок приобретете требующийся прибор.

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.

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

Внутреннее устройство электронагревателей

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 ТЭНов 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 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.

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 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.

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.

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.

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.

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.

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 электрические водонагреватели могут оборудоваться простейшей автоматикой, обеспечивающей устройству дополнительные функции.

К таковым относятся:

1. Терморегуляция. ТЭНы 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 ТЭН для отопительного оборудования?

Выбирая ТЭН для замены в водонагревателе или в радиаторе, 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 ТЭНа 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 ТЭНа нужно проверить состояние проводки и при необходимости демонтировать старую и проложить новую электросеть.

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

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 ТЭНов 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. При необходимости в индивудальном подборе температурного фона лучше купить терморегулятор в розетку, который можно использовать периодически.

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

Видео #1. Практический обзор ТЭНов различных типов:

Видео #2. Обзор ТЭНа с терморегулятором:

Видео #3. 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 электрический нагреватель. Поэтому останавливать свой выбор на конкретной модели нужно только после тщательного анализа её параметров.

Пишите, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, публикуйте фотоснимки по теме статьи в находящемся ниже блоке. Расскажите о том, как подбирали ТЭН для замены в электрокотле или в мобильном обогревателе. Поделитесь, что лично для вас стало решающим аргументом в выборе.

Электрические котлы

Вступление

Продолжая тему электрических котлов отопления, сегодня поговорим про котлы называемые тэновые. Нагревающий элемент таких котлов ТЭН – трубчатый нагреватель, самый простой пример, которых можно увидеть в электрическом чайнике.

Устройство тэновых  электрокотлов

Работа ТЭН котлов основана на прохождении теплоносителя через ёмкость с установленными трубчатыми нагревательными элементами. Благодаря высокому сопротивлению спирали внутри трубки, при прохождении по спирали тока выделяется повышенное количество тепловой энергии. Она и переходит в разогрев проходящего через ТЭНы теплоносителя.

Автоматика ТЭН котлов позволяет управлять их работой, контролем температуры и автоматическим включением и отключением.

Циркуляция теплоносителя в ТЭН котлах

Благодаря несложному принципу работы, ТЭН котлы можно использовать в системах отопления, как с естественной циркуляцией теплоносителя, так и с принудительной циркуляцией. В конструкциях некоторых моделей ТЭН котлов предусмотрен циркуляционный насос, «гоняющий» теплоноситель по системе.

Стоит отметить, что использование циркуляционного насоса, снижает энергопотребление котла при его работе.

Универсальность ТЭН котлов

ТЭН элементы само по себе неприхотливы из-за своей простоты конструкции. Поэтому, в отопительных системах, где используются ТЭН котлы, можно в качестве теплоносителя применять не только воду, но и незамерзающие жидкости.

Недостатки ТЭН котлов

Косвенный нагрев теплоносителя в баке ТЭН котла, значительно увеличивает время её прогревания. На разогрев такого котла требуется более 10-15 минут.

Это субъективный недостаток, который великолепно компенсируется безопасностью и чистой работой ТЭН котлов.

Однако, из-за косвенного нагрева, 10-15% выделяемого ТЭНами тепла теряется еще на стадии прогрева. Это отрицательно влияет на эффективность подобных котлов.

Слабым местом ТЭН котла являются сами тэны. Находясь постоянно в агрессивной среде, они ржавеют, подвергаются корозии и отложению солей. Простой металлический тэн потребует замены через 5-6 лет.

Типы ТЭН нагревателей

Однако, кроме металлических трубчатых тэнов, есть более дорогие и долговечные аналоги. На сегодня в продаже можно найти электрические котлы со следующими типами тэнов:

• Сплав металла с мельхиором и нихромом;
• ТЭНы из керамики;
• ТЭНы из композитных материалов.

Самый дорогой ТЭН керамический, имеет самый долгий срок эксплуатации.

Производители ТЭН котлов

В России наиболее популярны ТЭНкотлы:

• Buderus Logamax,
• Vaillant eloBLOCK,
• MORA TOPElectra,
• Теплотех ЭВП.

Пример ТЭН котла

Посмотрим пример популярного производителя ТЭН котлов завод Теплотех, котлы марки ЭВП (электро-водо-подогреватели).

Котел ЭВП-18М,380Вольт

Данный котел имеет мощность 18 кВт, чего достаточно для обогрева дома площадью 160 метров. Стоит котел 7800-7900 рублей. Высокая мощность котла обеспечивает возможность трехфазного питания. Однако это осложняет его подключение в загородных домах частных лиц.

• Данный котел имеет большой объем нагревательной колбы, что позволяет без возможного перегрева равномерно прогреть теплоноситель системы.
• В котле предусмотрено ступенчатое переключение мощностей. Управляется переключение тремя клавишами с контрольной индикаций включенной мощности.
• За температурой теплоносителя следит датчик температур.
• Есть возможность подключить датчик температур в комнатах и ограничить температуру прогрева помещений.

Термостат котла регулирует температуру теплоносителя в диапазоне от 0 до 85°С.

©Obotoplenii.ru

Еще статьи

Используемые источники:

• https://otoplenie-expert.com/tverdotoplivnye-kotly/s-tenami.html
• https://kotel.guru/kotly/elektricheskie/teny-dlya-kotlov-otopleniya-i-radiatorov-osobennosti.html
• http://teplodom1.ru/domotopl/243-otoplenie-tenami-kak-sdelat-stoit-li-ispolzovat.html
• https://sovet-ingenera.com/otoplenie/otop-oborudovanie/teny-dlya-otopleniya.html
• https://obotoplenii.ru/elektricheskie-kotly/tenovye-elektricheskie-kotly-opisanie-printsip-raboty