Электрические ТЭНы с терморегулятором для котлов отопления и батарей

Бытовые приборы для обогрева обычно конструируются на основе тэна – элемента, генерирующего электроэнергию в тепловую. Системы для отопления частного дома разнообразны, некоторые из них вполне под силу сделать самостоятельно. Ниже описаны преимущества и виды агрегатов с использованием тэнов, их модификации и как пример – самостоятельный монтаж.

Виды конструкций

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

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

По принципу работы все ТЭНы можно разделить на два основных вида. В одном случае нагревательные ТЭНы изготавливают в традиционном виде — почти так же, как в обычном электрочайнике. «Мокрыми» устройства называют из-за того, что элемент контактирует с нагреваемой водой. А при закрытом виде оборудования трубка находится в специальной колбе, которая нагревает жидкость. Элемент, таким образом, не контактирует с водой, поэтому этот вид называется «сухим».

Чтобы выяснить, какие ТЭНы лучше использовать для бойлеров, нужно вкратце ознакомиться с их главными конструктивными отличиями.

Открытые виды

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

Чаще всего в изготовлении применяется медь или нержавеющая сталь.

Открытые нагревающие элементы делят на группы по определенным техническим характеристикам:

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

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

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

Закрытые варианты

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

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

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

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

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

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

Достоинства и преимущества трубчатого электронагревателя

Основным преимуществом использования ТЭНы является надежность и многофункциональность элемента. Он подойдет для работы с газообразными веществами и жидкими. ТЭНа не портится из-за ударов, вибрации. Также благодаря качественной герметизации спиралей, срок использования практически 10 тысяч часов.

Конструкция ТЭНы может быть разной, что позволяет установить элемент в любую систему, Обратите внимание, что трубчатый электронагреватель может использоваться даже в промышленных целях, не только в бытовых.

Но как у любого вида нагревателя, есть и несколько важных недостатков, а именно:

  • Трубчатый электронагреватель имеет высокий уровень металлоемкости;
  • Из-за того, что материал содержит дорогие металлы по типу нихрома, ТЭНа может иметь высокую стоимость;
  • Возможно быстрая поломка и срочный ремонт из-за перегорания спирали.

Итак, использование ТЭНы довольно выгодное вложение, но не всегда оно качественное. Элемент может быстро потребовать ремонта или полной замены.

Виды ТЭНов

В продаже можно встретить различные модели трубчатых электронагревателей. Они отличаются строением корпуса и материалом изготовления. Также разделяют устройства согласно мощности и назначению:

  • от 2,5 до 4 киловатт – бытовые;
  • от 4 до 6 киловатт – промышленные.
Читайте также:  Чертежи и схемы кладки отопительных печей из кирпича

Существуют как одинарные ТЭНы таки устройства с двумя нагревающимися спиралями. Также изготавливают такие устройства с правой или левой резьбой. Многие модели оснащены дополнительными опциями:

  1. Антизамерзание. Функция ограждает отопительную систему от возможного размораживания при низких температурных показателях. При этом осуществляется автоматическая поддержка допустимой минимальной температуры. В процессе такого рабочего режима затрачивается совершенно незначительный объем электрической энергии.
  2. Турбонагрев. Такая опция позволят максимально увеличивать температуру в помещении. Для работы турбонагрева требуется наличие терморегулятора, который дает возможность изменять режим обогрева.

ТЭНы для радиаторов выпускают различной длины и с отличительными конструктивными характеристиками.

Монтаж

Установить ТЭНовый котел отопления своими руками не сложно, для этого не нужно иметь специальное разрешение, как, например, в случае с газовым оборудованием.

Ставить электрические ТЭНовые котлы можно как в отдельном помещении, так и на кухне. Они не шумят, поэтому никакого дискомфорта вы испытывать не будете.

Тэновый электрокотёл Kospel Ekco

Подобная отопительная система подразумевает установку следующих элементов:

  1. Непосредственно сам котел отопления, который осуществляет нагрев теплоносителя. В дополнение он может быть оборудован электронным блоком управления, блокираторами и другими приборами, которые обеспечивают надежное и безопасное функционирование.
  2. Система трубопроводов и радиаторов, которая проходит по всем комнатам. В ее конструкцию входят: подающая и обратная трубы, по первой теплоноситель двигается по направлению от котла к радиаторам, по другой — возвращается обратно и снова начинает прогреваться.
  3. Циркуляционный насос — прибор, благодаря которому обеспечивается постоянная циркуляция теплоносителя и на обогрев тратится минимальное количество энергии. Работа насоса содействует тому, что теплоноситель не успевает охладиться в радиаторах и для его вторичного нагрева расходуется намного меньше энергии. За счет этого достигается большая эффективность работы всей системы, а в доме всегда будет тепло.
  4. Расширительный бак — устройство, которое компенсирует температурное расширение воды и не допускает появления избыточного давления в системе.

Монтаж своими руками можно осуществлять только при строгом соблюдении правил и только если имеются навыки работы с электричеством.

Помимо вышеуказанных деталей монтируются такие вспомогательные детали как: предохранительный клапан и запорная арматура, которые позволяют устранять скопившийся воздух из трубопровода и не позволяют образовываться пробкам. Все детали собираются в целостную систему, котел подключается к электрической и трубопроводной сети дома.

Электрические нагревательные элементы с закрытой спиралью

Чтобы избавиться от открытой спирали, были изобретены Трубчатые Электрические Нагреватели – ТЭНы. Конструкция ТЭНа показана на рисунке ниже.

Конструкция ТЭНа

Нихромовая спираль 1 спрятана внутри тонкостенной металлической трубки 2. Спираль изолирована от трубки наполнителем 3 с высокой теплопроводностью и высоким электрическим сопротивлением. В качестве наполнителя чаще всего применяется периклаз (кристаллическая смесь окиси магния MgO, иногда с примесями других окислов).

После заполнения изолирующим составом трубку опрессовывают, и под большим давлением периклаз превращается в монолит. После такой операции спираль жестко фиксируется, поэтому электрический контакт с корпусом – трубкой исключен полностью. Конструкция получается настолько прочной, что любой ТЭН можно изгибать, если того требует конструкция отопительного прибора. Некоторые ТЭНы имеют весьма причудливую форму.

Спираль соединяется с металлическими выводами 4, которые выходят наружу через изоляторы 5. Подводящие провода присоединяются к резьбовым концам выводов 4 с помощью гаек и шайб 7. Крепление ТЭНов в корпусе устройства осуществляется при помощи гаек и шайб 6, обеспечивающих, при необходимости, герметичность соединения.

При соблюдении условий эксплуатации подобная конструкция достаточно надежна и долговечна. Именно это и привело к весьма широкому применению ТЭНов в устройствах различного назначения и конструкции.

Трубчатые электрические нагревательные элементы

По условиям эксплуатации трубчатые электрические нагревательные элементы делятся на две большие группы: воздушные и водяные. Но это просто такое название. На самом деле воздушные ТЭНы предназначены для работы в различных газовых средах. Даже обычный атмосферный воздух является смесью нескольких газов: кислорода, азота, углекислого газа, имеются даже примеси аргона, неона, криптона и т.д.

Воздушная среда бывает самой разнообразной. Это может быть спокойный атмосферный воздух или поток воздуха, движущийся со скоростью до нескольких метров в секунду, как в тепловентиляторах или тепловых пушках.

Разогрев оболочки ТЭНа может достигать 450 ˚C и даже более. Поэтому для изготовления внешней трубчатой оболочки применяются различные материалы. Это может быть обычная углеродистая сталь, нержавеющая сталь или жаропрочная, жаростойкая сталь. Все зависит от окружающей среды.

Для улучшения теплоотдачи некоторые ТЭНы снабжаются ребрами на трубках в виде навитой металлической ленты. Такие нагреватели называются оребренными. Применение таких элементов наиболее целесообразно в движущейся воздушной среде, например, в тепловентиляторах и тепловых пушках.

Водяные трубчатые электрические нагревательные элементы также применяются не обязательно в воде, это общее название различных жидкостных сред. Это может быть масло, мазут и даже различные агрессивные жидкости. Жидкостные трубчатые электрические нагревательные элементы применяются в электрических котлах, дистилляторах, электрических опреснителях морской воды и просто в титанах для кипячения питьевой воды.

Читайте также:  Биопрепараты для промывки системы отопления частного дома

Теплопроводность и теплоемкость воды намного выше, нежели у воздуха и других газовых сред, что обеспечивает, по сравнению с воздушной средой, лучший, более быстрый, отвод тепла от ТЭНа. Поэтому при одинаковой электрической мощности водяной нагреватель имеет меньшие геометрические размеры.

Какие ТЭНы лучше для водонагревателей

Вопросом, какие ТЭНы лучше, задаются пользователи перед тем, как выбрать надежный бойлер.

В моделях могут быть установлены нагревательные элементы открытого или закрытого типа, отличающиеся материалами изготовления, принципами защиты и нагрева.

В этой статье мы расскажем обо всех нюансах ТЭНов, на которые необходимо обратить внимание при выборе моделей «Термекс», «Аристон» и прочих марок.

Виды ТЭНов для водонагревателей

ТЭН – трубчатый электрический нагреватель, выполненный из проволочной спирали. Для защиты элемента используется металлическая оболочка. Пропуская через материал ток, деталь интенсивно повышает температуру воды

Принцип работы ТЭНов разного типа: отличия

Какие ТЭНы лучше для водонагревателя, на этот вопрос можно ответить, разобравшись в принципе их работы:

1. Мокрый ТЭН

Открытые или же мокрые нагревательные элементы непосредственно контактируют с водой. Благодаря этому они обеспечивают достаточно быстрый прогрев жидкости, но вместе с тем, поддаются интенсивному износу.

Открытые ТЭНы разной формы для водонагревателей

Отливают пустотелые трубки для этих запчастей из:

  • Нержавеющей стали.
  • Медного сплава.

Мокрый ТЭН из нержавейки для водонагревателя

Какие ТЭНы лучше, медные или нержавейка сказать достаточно сложно. Это связано с тем, что в первом случае трубка имеет повышенную теплопроводность, а во втором – хорошую стойкость к агрессивному воздействию внешней среды. Вы сами должны определиться, что для вас в приоритете.

Мокрый ТЭН из меди для водонагревателя

Для предотвращения замыкания пространство между спиралью и металлической оболочкой заполняют диэлектриками с повышенной теплопроводностью. Применяется порошок оксида магния или кварцевый песок

2. Сухой ТЭН

ТЭНы для водонагревателей, не контактирующие напрямую с водой, называются сухими. Они спрятаны в водонепроницаемую оболочку из:

  • Магниевого силиката.
  • Стеатита.

Тепло, вырабатываемое ТЭНом, отдается в жидкую среду через кожух. Изделия могут иметь изогнутую или прямую форму, в зависимости от разновидности накопительной емкости бойлера.

Сухой ТЭН из стеатита и колба для водонагревателя

Мокрые и сухие ТЭНы – что влияет на срок работы

Пытаясь разобраться какие ТЭНы лучше, сухие или мокрые, многие делают ставку на срок надежной и бесперебойной работы нагревательной детали. В среднем эксплуатационный период может быть таким:

В большей степени этот показатель зависит от качества используемой воды, ее жесткости и содержания солей. Немаловажным является и соблюдение правил использования оборудования, указанных производителем.

Образование накипи на ТЭНе водонагревателя

Чтобы уберечь ТЭН от образования коррозии и накипи, производители водонагревателей используют комплекс пассивной защиты. Кроме установки магниевого анода, собирающего на себя соли, применяется стекловидная эмаль для водонагревательных трубок

Время нагрева воды и расход электроэнергии

От того, какие ТЭНы в «Термексе», «Аристоне», «Электролюксе» и прочих бойлерах, зависит скорость нагрева воды. Конечно, на это влияет и объем бака, но главным показателем является методика повышения температуры:

  • Открытые ТЭНы справляются с этой задачей быстрее, но при этом потребляют достаточно много энергоресурсов.
  • Закрытые нагреватели тратят меньше электричества, но делают нагрев медленнее. В итоге затраты на коммунальные услуги становятся примерно одинаковыми.

Расположение сухого ТЭНа в водонагревателе

Итак, какие ТЭНы лучшие определиться достаточно сложно. При выборе стоит исходить из поставленных вами целей. Для этого необходимо знать объем бака и предполагаемое количество пользователей, прочие условия эксплуатации.

Подробнее узнать об особенностях закрытых и открытых нагревательных элементов электрических водогреек вы можете в компании «Рефорозен». Обращайтесь, мы поможем вам определиться с оптимальным вариантом!

ТЭНы для нагрева водных сред

Такие виды нагревателей наиболее часто встречаются в отопительных приборах. Это автоклавы, бойлеры, масляные и водные радиаторы. Как правило, температура нагревания здесь ограничивается 90 градусами по Цельсию. Очень редко встречаются модели, допускающие нагрев воды до 100 градусов.

Если есть необходимость в повышении мощности отопительного прибора, то внутри него устанавливают блочные ТЭНы. Однако не всегда оборудование может работать от стандартных бытовых электросетей.

Чтобы влага не попадала внутрь устройства, нагреватель с торцов подвергают гидроизоляции. При этом стержни для электрических контактов дополнительно окружают плотными изолирующими оболочками, произведенными из электроизолирующего вещества.

Как это работает

Конструкция устройства.

Независимо от того, из какого материала радиатор вы используете, есть возможность подогреть воду этим замечательным прибором.

  1. Современные тены для радиаторов отопления успешно работают в алюминиевых, чугунных и стальных нагревательных устройствах.
  2. Принцип действия этих трубчатых электрических нагревателей всем знакомом по бытовому кипятильнику. Внутри трубки спрятана спираль, нагревающаяся под действием тока.
  3. Корпус приспособления изготавливается из нержавеющей стали, затем методом гальванизации хромируется.
  4. Внутри трубка изолируется от спирали слоем оксида магния, делая тен для отопления безопасным для человека.
  5. Усиливает безопасность защитный кожух и термостат.
Читайте также:  Как сделать отопление теплицы своими руками?

Обратите внимание! От перегрева прибор предохраняют два температурных датчика. Точную регулировку температуры обеспечивает капиллярный термостат.

Типы устройств

Прибор, предназначенный для повышения эффективности отопительных котлов.

  1. Для водяного отопления. Прибор подогревает рабочую среду в водяном радиаторе. Эти электрические устройства монтируют самодельный котел, из которого затем тепло переносится по всей системе. Однако данный тип не предназначен для установки непосредственно в генератор тепла. Прибор изготовлен из углеродистой стали или титана, штуцер служит крепежной арматурой.
  2. Электрический аналог с терморегулятором. Это теновое отопление успешно работает в электроприборах, нагревающих воду. Выполнен он в виде трубки со спиралью из никелево-хромового сплава. Изолятором служит оксид магния. Максимальная температура, создаваемая устройством, достигает +80⁰.
  3. Устройства для электрических котлов. Они прилагаются в комплекте с нагревательным устройством и уже вмонтированы в него. В их задачу входит поддержание определенного уровня температуры между протапливанием.

Выпускаются и твердотопливные котлы с ТЭНом именно этой модели. Принцип действия прост и эффективен – как только заканчивается основное топливо, прибор в автоматическом режиме переключается на электропитание.

  1. Для бытовых нужд успешно применяются ТЭНы Аристон, хорошо функционирующие в котлах с водой. Для дома или гаража предлагаются две модели – прямая (для вертикальных бойлеров) и изогнутая (для горизонтальных). Мощность до 4 кВт позволяет подогревать воду до +80⁰, а термостат регулирует температурный режим.

  1. Устройства для батарей (гаражный тип). Обычно выбор ограничен тремя разновидностями – патронными, воздушными и водяными. Патронный тип принято считать наиболее удачным вариантом.

Обратите внимание! В целях вашей безопасности инструкция настоятельно рекомендует четкое соблюдение правил при монтаже прибора в гаражах. Функции автоматического выключения и терморегулятор обязательны.

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.

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.

Схема обвязки котла

Прежде чем подключить оборудование, необходима схема обвязки электрического котла отопления дома. Главное в данной схеме – наличие электропитания. Просчитывается она в зависимости от предполагаемой системы теплоснабжения (двух либо одноконтурной) и мощности котельного аппарата. Надо сказать, что схема подключения электрического котла отопления чем-то схожа с установкой газовых приборов. Но имеет ряд отличий.

Важно помнить о некоторых моментах, которые влияют на качество и надежность работы обогревательного оборудования, чтобы избежать частых поломок во время эксплуатации. Надо сказать, что обвязка электрического котла отопления – это его подключение к системе теплоснабжения

Для этого используются специальные элементы. При обвязке надо учитывать способ циркуляции теплоносителя по контуру. Электрокотел нужно монтировать в самой нижней точке конструкции. Это необходимо для того, чтобы обеспечить максимальный прогрев всех радиаторов. Нагнетающая труба должна располагаться над батареями на минимальной высоте

Надо сказать, что обвязка электрического котла отопления – это его подключение к системе теплоснабжения. Для этого используются специальные элементы. При обвязке надо учитывать способ циркуляции теплоносителя по контуру. Электрокотел нужно монтировать в самой нижней точке конструкции. Это необходимо для того, чтобы обеспечить максимальный прогрев всех радиаторов. Нагнетающая труба должна располагаться над батареями на минимальной высоте.

Для установки ТЭНа, его нужно просто вкрутить по резьбе. Чтобы стык был герметичным, следует воспользоваться прокладками из жаростойкой резины. Манометр и термометр также устанавливаются достаточно просто. Подключать ТЭН к сети питания лучше через отдельный автомат в распределительном щитке. В завершении следует протестировать установку на наличие неисправностей. Для этого обогревательный контур нужно заполнить водой и включить ТЭН.

Таким образом, разработав на электрический котёл отопления своими руками чертежи, подготовив все необходимые инструменты и материалы, можно легко смастерить надежный отопительный агрегат. В итоге будет получен эффективный обогрев частного дома при минимальных затратах финансовых средств.

  • Как залить воду в открытую и закрытую систему отопления?
  • Популярный напольный газовый котел российского производства
  • Как грамотно спустить воздух из радиатора отопления?
  • Расширительный бачок для отопления закрытого типа: устройство и принцип действия
  • Газовый двухконтурный настенный котёл Навьен: коды ошибок при неисправности.