ТЭНы для нагрева воды с терморегулятором
Сегодня отсутствие горячей воды уже не является большой проблемой. Современные водонагреватели справляются с этой задачей, подавая воду необходимой температуры. Их основным элементом являются тэны.
Что такое тэн
Тэн – трубчатый электронагреватель – основной элемент водонагревателя, благодаря которому в резервуаре поддерживается необходимая температура воды. В его функции входит преобразование электрической энергии в тепловую. В результате этого происходит нагрев воды нагревательного прибора до нужной температуры, установленной пользователем.
Принцип работы состоит в том, что терморегулятор, принимая электрический ток на клеммы, он пропускает его и передает далее на клеммы нагревателя. Спираль тэна нагревается, передает тепло на оболочку тэна, от которого и производится нагрев воды. В конструкции предусмотрен датчик, измеряющий температуру жидкости.
Как только она набирает установленную величину, терморегулятор отключается. Когда, остывая, вода достигает установленного нижнего температурного предела, терморегулятор включается. Таким образом, нагревательное оборудование работает до тех пор, пока его не отключат от сети.
Конструкция
Тэн состоит из следующих элементов:
- трубка, изготовленная из металла – меди, стали, латуни или титана, выбор которого определяется эксплуатационными характеристиками нагревательного прибора. Основное требование – устойчивость к коррозии. Стенки трубки тонкие и могут иметь защитное покрытие;
- спираль, выполненная из проволоки, обладающей большим удельным сопротивлением;
- наполнитель, не проводящий электрический ток. Чаще всего в этом качестве используется периклаз. Наполнитель отделяет спираль от трубки;
- контактный стержень служит непосредственно элементом подключения нагревателя к электросети;
- изоляторы выполнены из фарфора и расположены в торцах трубки;
- трубчатая оболочка;
- герметик;
- термодатчик, регулирующий температуру воды в нагревательном приборе при включении и отключении тэна.
Терморегулятор может быть трех видов:
- стержневой расположен в специальной трубке на корпусе нагревателя;
- капиллярный – трубка заполнена жидкостью, объем которой изменяется в зависимости от температуры воды;
- электронный реагирует на повышение и понижение температуры за счет термосопротивления, имеющегося в его составе. Устанавливается, как правило, в паре – регулировочный и защитный (предназначен для аварийного отключения).
Кроме того, различают электромеханические терморегуляторы, принцип работы которых основывается на свойстве биометаллов и электронные, имеющие в своей конструкции высокоточный датчик.
По своим функциональным возможностям терморегуляторы делятся на три вида:
- простые;
- двухзонные;
- программируемые.
Виды тэнов
- Конструкция.
- Способ монтажа.
- Материал изготовления.
Конструкция тэнов подразумевает, во-первых, форму прибора.
- Прямая форма используется для вертикальных водонагревателей.
- Изогнутая форма – для горизонтальных.
Во-вторых, имеется в виду состав конструкции. Здесь различают два вида:
- трубочный, представляющий собой металлическую трубку с находящимся внутри проводником. Пространство между ними заполнено диэлектрическим песком, который выступает в качестве изолятора;
- сухой расположен в защитной колбе. Свободное пространство заполняется специальным маслом или кварцевым песком. Эта модель закрытого типа, не соприкасающаяся с водой.
По способу монтажа тэны бывают:
- фланцевыми с резьбой;
- гаечными.
Для их изготовления чаще всего применяются медь и нержавеющая сталь. В тэнах сухого типа используется силикат магния, из которого изготовлена колба.
Сфера применения
Область использования термоэлектронагревателей довольно обширна.
- Их применяют в электроотоплении помещений. Для этого он вставляется в батарею через специальный соединитель. Использовать его как постоянный источник тепла не рекомендуется.
- В производстве используется для нагрева воды в резервуаре.
- В быту применяется для подачи горячей воды в душевых кабинах, мойках, раковинах. В этом случае он вставляется в готовую емкость.
Достоинства
Среди плюсов использования этого прибора стоит отметить следующие:
- безопасность – это относится наибольшим образом к сухим тэнам. Возможность замыкания и получения удара током исключена. Это связано с его конструкцией, которая не предусматривает контакта с водой;
- срок эксплуатации достаточно длительный
– более 15 лет. Но это в том случае, если соблюдаются все условия эксплуатации. Опять же преимущество в этом плане у сухих тэнов, так как, не имея контакта с водой, они не образуют накипи. А, следовательно, прослужат гораздо больше времени; - экономичность. Достигается она благодаря имеющемуся в конструкции термодатчику, который регулирует подачу электроэнергии;
- простота монтажа. Тэн вставляется в установленный на кронштейнах водонагреватель, который, в свою очередь, подключается к электросети. На бойлере установлены все необходимые элементы управления.
- размеры прибора таковы, что в одном нагревательном аппарате можно использовать сразу несколько термоэлектронагревателей.
- устойчивость к механическим повреждениям, вибрации.
Недостатки
При перегорании спирали, ремонт тэна произвести невозможно.
Кроме того, при долгом использовании на нем образуется накипь, которая существенным образом влияет на уровень теплоотдачи.
Жесткая вода может значительно снизить срок службы.
Сухие электронагреватели не обладают универсальностью. Они изготавливаются под конкретный вид бройлера. Следовательно, в случае ремонта его можно заменить лишь на аналогичный элемент.
Стоимость
Тэны с кварцевым наполнителем более дорогие. Здесь необходимо учесть, что чем дороже оборудование, тем более дорогим будет и сервисное обслуживание.
Как выбрать
При выборе термоэлектронагревателя необходимо руководствоваться следующими моментами:
- предназначение водонагревателя и соответственно его размеры;
- количество потребляемой электроэнергии;
- температурный режим нагревания;
- способ монтажа.
Непосредственно при покупке необходимо осмотреть его корпус. Медные тэны с латунным основанием несколько дороже, но они отличаются большим сроком службы, нежели выполненные из нержавеющей стали.
Также стоит обратить внимание на условные обозначения, находящиеся на корпусе. Перед величиной напряжения 220V должна стоять буква «P», которая указывает на способность работать в воде и слабощелочных растворах.
Для бытовых нужд рекомендуется использовать нагреватели мощностью не более 2,5 кВт.
Кроме того, важное значение имеет и терморегулятор. Он должен быть снабжен термозащитой.
И последнее, что не стоит упускать из виду – условия эксплуатации. Грязь, скачки напряжения, жесткая вода могут повлиять на работу тэна. Поэтому при наличии какой-либо неисправности его следует заменить.
homehill.ru
модели с терморегулятором, их особенности и установка
В современном мире без горячей воды в доме не обойтись. Но к сожалению, не все могут получать горячую воду централизованно. А некоторые просто не могут себе позволить приобрести довольно-таки дорогое водное оборудование, установить определённые для этого трубы и запустить процессы нагрева и распределения тёплой воды. Но чтобы не лишать себя горячей воды, жители квартир или частных домов покупают различные нагревательные элементы. Исходя из рейтинга потребителей, покупка водонагревателя с тэном — эффективное и весьма доступное решение.ТЭН — трубчатый электрический нагреватель, который преобразует электроэнергию в тепло. Его используют для нагрева жидкости, твёрдых и газообразных сред. Им можно нагревать даже воздух, хотя такой вариант редко используют. Тэны для нагрева воды играют одну из ключевых ролей в правильном функционировании водонагревателей и в их защите.
Устройство нагревателей воды
Конструкция водного нагревательного аппарата довольно простая: стальной корпус или из пластика, в нём размещён бак для воды из нержавеющей стали, а в баку установлены тэны .По конструкции водяной тэн представляет собой спираль с оболочкою. Эта спираль заполняется и уплотняется диэлектрическим порошком со специальной набивкой, чаще всего это оксид магния. Поэтому срок эксплуатации зависит от устойчивости оболочки и от максимально выставленной температуры.
В современных нагревательных аппаратах обязательно устанавливают терморегуляторы — устройства , которые регулируют температуру, отключают нагрев или включают тэны , в зависимости от требуемой температуры.
Также терморегуляторы помогают существенно сэкономить, поскольку они не дают устройству впустую работать, когда достигнута необходимая температура, поэтому нагрев воду до определённого показателя, он отключается. Когда осуществляется совместная работа воды и электричества, то необходимо позаботится и о надёжной системе безопасности, которую обеспечивает терморегулятор. При возникновении неполадок или неисправностей он отключает систему нагрева.
В подобных водонагревательных элементах существует такой принцип работы: поток холодной воды проходит через трубу в спирали нагрева ( тена ) или через несколько таких спиралей, затем терморегулятором регулируется её температура и на выходе получается горячая вода.
Важные особенности
- Тэн актуально применять в тех случаях, когда необходимо быстро нагреть комнату, требуется дополнительная система отопления или хочется уменьшить свои затраты.
- Включать нагревательный тэн в сеть можно только тогда, когда он находится в воде. При опускании нагретой спирали в воду может произойти взрыв.
- Главную опасность для тэнов и терморегуляторов представляют соли, растворившееся в воде. Это происходит за счёт электричества в процессе нагревания воды и гидролиза солей, что приводит к образованию осадков на поверхностях трубок, а часто соли взаимодействуют с материалами аппарата. Поэтому в приборе находится магниевый анод, который, постепенно растворяясь, защищает тэновое устройство.
- На рынке можно приобрести и сухие тэны с терморегулятором. Их помещают в защитную колбу, они не взаимодействуют с водой, поэтому и служат намного дольше обычных нагревательных устройств.
- Если имеются проблемы с качеством электропитания или с поставкой энергии, то лучше подключить стабилизатор или бесперебойник.
- Монтаж нагревателя требует изучения электропроводки в доме и установки предела её мощности. Независимо от типа электрического водонагревателя, их максимальная мощность доходит до 3 кВт, но электрический кабель нужно рассчитать на большую нагрузку. Поэтому рекомендуют устанавливать отдельную силовую электролинию. При этом необходимо заземлить бойлер отдельным проводом.
- Идеальный вариант подключения тэна вместе с терморегулятором — запитывать его через защитный автомат УЗО . При поломке тэна он отключит прибор с сети.
Следуя инструкциям по использовании и технике безопасности, конечно же, можно продлить срок эксплуатации, однако есть ещё факторы, которые нарушают работу прибора: процессы коррозии оболочки, её разрыв в результате сильного перегрева, частые перепады электрического напряжения, общая разгерметизация трубки.
Критерии выбора
Перед тем как приобрести простое, на первый взгляд, устройство можно запомнить некоторые моменты:
- Гарантия на оборудование. При выборе тена нельзя пренебрегать гарантийными обязательствами, поскольку устройство обеспечивает нормальную и безопасную работу водонагревателя. Неправильная работа тэна выражается и в том, что водный аппарат, вероятно, будет постоянно отключаться и даже бить током.
- Помнить о расходных материалах. Магниевый анод для защиты устройства следует менять раз хотя бы один раз в год. Поэтому при выборе нужно выбирать модели с легкодоступными расходными материалами.
- Мощность. Следует учесть, что чем мощнее сам водонагреватель, тем мощнее должен быть тэн для воды. Мощность колеблется от 2—9 кВт.
- Разновидность терморегулятора. Предпочтение отдают терморегуляторам с теплозащитной функцией.
- Диапазон температуры. Когда человек знает, какую температуру он хочет достичь, тогда и нагревательный элемент следует подбирать из соответствующим показателем.
Длина тэна и трубка для терморегулятора играют важную роль в обеспечении хорошей мощности и скорости нагрева. Наиболее популярными являются водяные тэны мощностью в 2—5 кВт. Отдельно выделяют те тэны, которые устанавливают в проточных водонагревателях. Конструктивно в таких приборах не предусмотрены ёмкости для хранения воды, поэтому задача тэна — нагревать до необходимой температуры весь поток, проходящий через него.
Тэны с терморегулятором используют в быту и в разных сферах промышленности. Его, а также штуцер — крепёжный элемент изготавливают из различных металлов такие как, углеродистая и нержавеющая сталь, латунь, медь.
Всё чаще нагревательный тэн становится незаменимым элементом для получения тёплой воды. А его применение вместе с терморегулятором позволит существенно снизить затраты на коммунальные услуги и увеличить срок эксплуатации устройства.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!kotel.guru
виды, принцип действия, правила выбора
Электрические ТЭНы десятилетиями не меняют свою конструкцию и остаются востребованными в отопительном оборудовании. Меняется форма этих приборов, конструктивные материалы, но остается неизменным принцип действия и эффективность. 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.
Содержание статьи:
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:
- Переносные и стационарные масляные электрообогреватели.
- Водяные радиаторы отопления.
- Полотенцесушители для ванной.
- Электрокамины.
- Электроконвекторы.
- 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 , переносных и настенных . 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 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 . 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:
- Потребность в повышенной мощности прибора и высокой скорости нагрева рабочей среды.
- 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 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 могут оборудоваться простейшей автоматикой, обеспечивающей устройству дополнительные функции.
К таковым относятся:
- 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.
- 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.
- 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 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 .
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 , 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.
sovet-ingenera.com