Тэн — трубчатый электронагреватель

Как используются для радиаторов отопления

Основной функцией электронагревателей трубчатого типа для радиаторов является нагрев жидкости в автономной или централизованной системе отопления. Используется устройство как второстепенный или главный тепловой источник.

В качестве автономной системы и единственного нагревателя теплоносителя ТЭНы применяются в таких случаях:

1. Необходимость обогрева помещений, где нет другого вида отопления. Это может быть мастерская, гараж или сельскохозяйственное сооружение. Главным условием установки радиаторного электронагревателя является небольшие размеры постройки. Эффективней при этом заполнять батареи маслом невысокого уровня вязкости, так как оно имеет достаточно низкую температуру замерзания.
2. При условии периодического прогрева помещения. Чаще всего такими сооружениями являются дачи с отсутствием основной отопительной системы. При этом количество установленных ТЭНов их мощность должна соответствовать объему помещения.

Как дополнительное устройство основному отоплению трубчатый электрический нагреватель может устанавливаться:

1. В многоэтажных домах. ТЭН в радиаторы монтируется в квартирах, если основное отопление не имеет особой эффективности. Устройство помогает создать и поддержать необходимый микроклимат в помещении. Но его установка требует ограничения доступа воды, которая циркулирует по отопительной системе всего дома. В таком случае применение ТЭНа совершенно не практично, так как получается двойная оплата за обогрев – за работу электронагревателя и в ЖЕК за использование теплоносителя.
2. В частных домах. Установка ТЭНа производится, если нет возможности регулярно вносить дрова в котел на твердом топливе. В такой ситуации трубчатый нагреватель не дает полностью остыть теплоносителю и в помещении постоянно поддерживается необходимая температура.

ТЭН для радиатора устанавливается и в частных и в многоквартирных домах

Трудный выбор

Перед пользователями при покупке водонагревателя возникает естественный вопрос, какого типа нагревательный элемент будет лучше для бойлера. Для этого надо, как минимум, ознакомиться с их эксплуатационными характеристиками.

Стандартная установка всех нагревателей в изделиях — фланцевого типа. Таким образом достигается полный контакт с нагреваемой жидкостью, но на корпусе при работе появляются отложения и продукты коррозии. существенно замедляющие эффект теплоотдачи.

Процесс нагревания со временем эксплуатации увеличивается, что приводит к увеличению расхода электроэнергии. Конструкторы разных производителей применяют различные доработки, которые замедляют возникновение отложений и накипи, но мокрым ТЭН свойственно быстро выходить из строя, да и техническое обслуживание их довольно сложное.

Сухие нагреватели имеют более долгий срок службы из-за того, что их корпус практически никогда не контактирует с нагреваемой водой. Внутренняя часть емкости бака, как и фланцы крепления нагревателей, покрывается специальными эмалями на основе титана или стеклофарфора — такая защита от коррозии предотвращает возникновение отложений и накипи.

При долгой работе термонагреватели мокрого типа обрастают накипью, что может привести к пробою, и пользователь получит удар электрическим током через корпус изделия. У сухого варианта такая негативная возможность устранена, потому что между жидкостью и корпусом нагревателя установлена керамическая колба, являющаяся диэлектриком. Кроме этого, такой вариант полностью исключает перегрев корпуса нагревателя, сервисное обслуживание сокращается до минимума, но не исключается периодическая замена, хотя и во много раз реже.

Многие производители наладили выпуск водонагревателей большого литража с применением сразу двух видов ТЭН, что способствует высокой надежности и увеличению срока службы.

Статистические данные подтверждают, что закрытые нагревательные элементы эксплуатируются в три раза дольше, чем их открытые собратья — мокрые служат не более 5-ти, а сухие не менее 15 лет. Стоимость открытых нагревателей гораздо ниже, они практичнее при ремонте, но, если вы не планируете техническое обслуживание своего водонагревателя, то лучше сделать выбор в пользу сухого варианта.

Недостатки

Недолговечность – самый основной недостаток, которым обладают ТЭНы для отопления с терморегулятором.

Во-первых, сам трубчатый нагреватель взаимодействует с солями, растворенными в воде. В результате на трубке растет накипь, которая ведет не только к снижению полезного действия, но и к поломке нагревателя. Как средство защиты от налета в некоторых моделях устанавливают дополнительный стержень – магниевый анод. Поскольку магний – химически более активное вещество, соли преимущественно взаимодействуют с ним, и ТЭН обеспечивается защитой от накипи. И снова недостаток – стержень защиты медленно разлагается в химической реакции и со временем требует замены. И хотя замена анода – совсем не сложный процесс, который, как и автоматика, не заставляет разбирать всю конструкцию, неудобство представляет необходимость постоянно контролировать наличие реагента.

Критерии выбора

При подборе ТЭНа для радиатора следует учитывать его технические характеристики, а также параметры батареи. Основными факторами, влияющими на выбор устройства, являются:

1. Мощность. В помещениях с хорошими теплоизоляционными свойствами можно устанавливать нагреватели от 2 до 3 киловатт. В старых зданиях лучше всего использовать ТЭНы с более высокой мощностью.
2. Длина электронагревательной трубки. Рекомендуется приобретать ТЭНы на десять сантиметров короче батареи. Правильный подбор длины нагревательного устройства позволяет равномерно прогреть все секции радиатора.
3. Тип батареи. Чтобы ТЭН оптимально подходил к радиатору следует внимательно изучить его технический паспорт. В нем указывается, к каким видам батарей следует применять изделие.
4. Автоматическое управление. Такая опция есть не у всех моделей. Для удобства использования лучше всего приобретать ТЭНы с автоматикой, которые оснащены термостатом.

ТЭН должен быть на десять сантиметров короче радиатора Также учитывается диаметр электронагревателя в соответствии с сечением заглушки на радиаторе. Немаловажным является правильное определения размещение резьбы.

Приобретать необходимо только качественные ТЭНы у проверенных производителей. Перед покупкой электроприбора следует проверить его целостность и исправность.

ТЭНы для отопления

В системах отопления трубчатые электронагреватели могут использоваться в твердотопливных котлах, инфракрасных обогревателях, в радиаторах отопления.

Современные твердотопливные котлы не работают исключительно на твердом топливе. Один из наиболее распространенных видов – это котел на твердом топливе в комплекте с ТЭНом, в котором есть ограничитель температуры и термостат. ТЭН поддерживает невысокую температуру теплоносителя, например, в ночное время, и, запустив котел, легче поднять ее до комфортного состояния. Также поддерживая систему в определенном температурном режиме, он не позволяет ей замерзнуть при полном затухании твердого топлива.

Использование ТЭНов для обогрева дома имеет свои положительные и отрицательные стороны. Главный недостаток – это стоимость электроэнергии, самого дорогого источника тепла. Кроме того, если выходит из строя спираль, электротен приходится менять, ремонту он не подлежит.

К положительным моментам можно отнести:

• автономная установка отопительной системы, если нет доступа к газу или твердому топливу;
• автоматизация процесса отопления при установке нагревательных элементов с терморегулятором;
• экологичность отопительной системы, так как нет попадающих в окружающую среду вредных продуктов горения и топлива, которое нужно хранить;
• компактность и возможность выбора подходящей по условиям эксплуатации модели;
• небольшие расходы на монтаж и его простота.

Принцип работы

Внешне они могут очень сильно отличаться, но в основном их принцип функционирования меняется не сильно. Главная деталь – это теплопроводящий стержень. Он расширяется при нагревании, приводит в движение систему контактов, которые  в свою очередь отключают от сети ТЭН. При остывании стержня его длина постепенно уменьшается. Тогда термостат передаёт сигнал нагревательному элементу, что вскоре приведёт ТЭН снова в действие. Температуру, которую должен поддерживать регулятор, устанавливает сам пользователь в соответствии со своими потребностями.

• Установка нужного уровня температуры  при помощи рычага, кнопки или переключателя
• Измерение температуры и включение ТЭНа при надобности
• При достижении нужного значения деления выключается ТЭН
• после охлаждения снова начинает срабатывать терморегулятор, и нагревание начинается заново

На сегодняшний день существуют такие устройства, которые имеют дополнительную функцию – отключение подачи электричества к ТЭНу при поломке. Благодаря этому безопасность использования становится выше и предотвращается вероятность поражения электрическим током.

Критерии выбора

Выбирая ТЭН для бойлера, необходимо отталкиваться от характеристик ранее установленного элемента.

Разновидности приборов

Материал бака и ТЭНа должен совпадать, поэтому чаще покупают детали из нержавейки Помимо типа ТЭНа по контакту с жидкостью, нужно учитывать массу других параметров:

Способ крепления – гаечный или фланцевый. Последний бывает литой или штампованный. Фланцевое крепление характерно для ТЭНов открытого типа;
Возможность установки анода – этот элемент предназначен для защиты металлических поверхностей от коррозии и накипи, благодаря чему общий срок службы бойлера увеличивается. Постепенно анод «тает», поэтому периодически нужно устанавливать новый. Если в основании ТЭНа предусмотрено отверстие для анода, то необходим новый нагреватель с таким же отверстием.
Форма зависит от вида накопительной емкости. Нагревательный элемент может быть прямым или гнутым. Выбирают аналогичный ранее установленному ТЭН, учитывая при этом не только форму, но и размер, а также угол изгиба.
Материал изготовления – внешняя поверхность ТЭНа может быть сделана из меди или нержавейки

Важно, чтобы материал бака и ТЭНа совпадал, иначе из-за разности потенциалов срок службы нагревательного элемента и самого бака сократится. Медный нагреватель закрытого типа может быть расположен внутри эмалированной стальной колбы, в таком случае о создании гальванической пары можно не беспокоиться.

Особенности и количество нагреваемой жидкости

ТЭН с магниевым анодом для жесткой воды Если вода жесткая, необходим ТЭН под анод, который частично избавит от проблемы накипи и позволит продлить срок службы бойлера. Мощность должна соответствовать объему нагреваемой жидкости. Рекомендуется приобретать деталь той же мощности, что и вышедшая из строя. Параметры нагревателя указаны в техническом паспорте устройства.

Условия эксплуатации

Мощность должна соответствовать возможностям электропроводки. Но это уже больше относится к выбору бойлера, а не ТЭНа, поскольку старый элемент заменяют на новый аналогичной мощности. Мощность бойлера в целом также влияет на скорость нагрева заданного объема воды. Если ТЭН маломощный, например на 1000 Вт, а емкость на 80 или даже 100 л, нагреваться до максимальной температуры вода будет очень долго, несколько часов,поэтому включать бойлер нужно заблаговременно. Такая мощность оптимальна для небольших бойлеров, максимум до 50 л.

Если планируется большой расход горячей воды, рекомендуется покупать модель с двумя ТЭНами. Они нагревают воду быстрее. В экономичном режиме будет работать один элемент, а второй подключится благодаря термостату, когда потребуется нагреть новую порцию холодной воды.

Когда целесообразно использовать ТЭНы

Прежде всего следует уточнить, что самодельный тен для батареи отопления изготавливать не рекомендуется. Это связано с соблюдением техники безопасности эксплуатации. В подобных конструкциях сложно предотвратить короткое замыкание, когда электрический ток проникает в теплоноситель. Поэтому отопление на тэнах своими руками нужно делать только с применением заводских моделей.

Нагревательным элементом служит спираль из металла с высоким показателем электрического сопротивления. Она заключена в металлическую оболочку, которая заполнена маслом. Таким образом обеспечивается лучший коэффициент теплопередачи во время работы устройства. При подключении к электрической сети спираль начинает нагреваться, передавая тепловую энергию на поверхность оболочки. Она же, в свою очередь, является теплообменником между ТЭНом и водой.

Нагревательные тены для отопления актуально использовать в следующих случаях:

• Создание систем отопления без магистрали. Чтобы это сделать понадобится тэн для радиатора отопления с возможностью регулирования мощности;
• Входят в состав электрических котлов. Если заводские модели слишком дороги — можно сделать аналог своими руками. В качестве основного нагревательного прибора рекомендовано использовать специальный тэн для котла отопления. Он отличается повышенной мощностью, в большинстве случаев рассчитан на напряжение в сети 380 В;
• Для быстрого нагрева помещения. В отличие от твердотопливного для газового котла отопление электрическими тенами имеет минимальное время нагрева теплоносителя. Если необходимо в короткие сроки повысить температуру в комнате — лучше всего использовать этот тип отопления.

Сравнение стоимости отопления для различных видов энергоносителей

Помимо этого электрические нагревательные приборы имеют небольшие размеры. Они успешно интегрируются не только в котлы и радиаторы отопления, но и непосредственно в трубу. Благодаря этому уменьшаются габариты всей системы, что актуально для небольших домов и квартир. Недостатком отопления на тенах, изготовленными своими руками, можно отнести большие текущие расходы. При сравнительном анализе различных энергоносителей электричество окажется самым дорогим.

Действительно ли эффективно использовать тэны для радиаторов отопления? Отзывы содержат зачастую противоречивую информацию. В основном это связано со сроком службы нагревателя. Причиной этому является неправильный монтаж и эксплуатация устройства.

Врезку тэна в систему отопления можно осуществить своими силами. Зачастую производители прилагают к устройству инструкцию по монтажу.

ТЭНы для радиаторов отопления

В радиаторах ТЭНы устанавливаются для поддержания температуры теплоносителя в период кратковременного отключения системы центрального отопления или для дополнительного подогрева теплоносителя. Такой дополнительный подогрев ночью может быть выгоден, если основной источник тепла – котел на недешевом жидком топливе, а в доме установлен двухтарифный электрический счетчик.

ТЭНы для радиаторов отопления отличаются тонким фланцем и узким нагревательным элементом. Устанавливаются они на чугунных и алюминиевых радиаторах, могут выполняться различной мощности и отличаются длиной нагревательного элемента. В комплект поставки входит защитный кожух, который предохраняет нагревательный элемент от попадания влаги.

Поскольку в процессе изготовления на трубку наносится гальваническое покрытие хромом и никелем, то ТЭНы для радиаторов долговечны и надежны. Капиллярный термостат позволяет точно регулировать температуру нагрева, а два датчика температуры защищают устройство от перегрева. В современных ТЭНах есть дополнительные функции, например «Турбо», когда некоторое время для быстрого прогрева помещения прибор работает на максимальной мощности, или «Антизамерзание», предназначенная для поддержания минимальной температуры 10° С долгое время.

Установить нагревательный элемент в радиатор достаточно просто: снять заглушку с нижнего фланца отопительного прибора, ввернуть в отверстие ТЭН, установить термостат и подключить питание с заземлением. В паспорте на устройство должны быть указаны требования к герметичности, при несоблюдении которых радиатор может оказаться под напряжением, а это опасно для жизни. Преимущества установки ТЭНов в систему центрального отопления:

• защита помещения от промерзания;
• защита системы от повреждений в сильные морозы;
• экономичность, ведь вся энергия преобразовывается в тепло;
• импульсная работа, которая позволяет экономить электроэнергию;
• высокая точность регулирования температуры;
• дополнительные полезные функции;
• демократичная цена.

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:

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.

Разновидности

Тэны бывают различной формы, мощности и среды нагрева.

Наиболее популярные разновидности:

Трубчатый

Такая конструкция получила наибольшее распространение в водонагревательных приборах. Стоимость таких элементов довольно высока из-за применяемых в их производстве нержавеющей стали и нихрома.

Данные устройства при качественном изготовлении способны прослужить более 10 000 часов.

Оребрённый

ТЭН по своей конструкции мало отличающийся от трубчатого. Единственным отличием являются перпендикулярно расположенные рёбра из нержавеющей стали, относительно основного нагревательного устройства. Такая конструкция позволяет увеличить мощность ТЭНа за счёт большей площади нагреваемой поверхности.

Блок электронагревателей, которые применяются в установках высокой мощности, например электрических котлах.

Использование таких нагревательных элементов позволяет не опасаться полного выхода нагревательного устройства из строя. В том случае, когда перегорает один нагревательный элемент, котёл только незначительно теряет мощность и продолжает функционировать в таком состоянии до того времени, когда можно будет без угрозы размораживания отопительной системы заменить вышедший из строя ТЭН.

Патронный

Такой ТЭН удобен тем, что позволяет заменить повреждённый прибор даже в водонагревателе, наполненном жидкостью за считаные минуты без разгерметизации резервуара. Подобно патрону этот элемент вставляется в металлическую оболочку, которая в свою очередь уже контактирует с нагреваемой средой.

Стоимость таких приборов немного выше, по причине более точной обработки нагреваемой поверхности.

ТЭН с терморегулятором

Нагреватели такой конструкции применяются преимущественно для нагрева жидкости. Терморегулятор позволяет не только задать необходимую температуру, но и установленный на максимальный нагрев не позволяет жидкости закипать, исключая возможность взрыва такого нагревателя.

Разновидности и способы изготовления ТЭНов

Современные электронагревательные элементы обладают высокой прочностью и способностью изменять форму и размеры под действием высоких температур без ущерба своим техническим характеристикам. Используют их не только в бытовых приборах отопления, но и в промышленных. Правда, в последних устанавливают более мощные аналоги с большими размерами. Все современные тэны имеют высокий показатель долгосрочной эксплуатации.

Производители выпускают два вида тэнов, которые отличаются способом изготовления. Есть изделия, которые производят массово, а есть и такие, которые выпускают малыми партиями. Обычно они соответствуют определенным запросам заказчиков. Их используют в специальных отопительных установках со специфичными требованиями. Кстати, цена вторых намного выше первых.

Трубчатые электронагреватели

Это самый распространенный вид тэнов, который используется практически во всех отопительных приборах на электрическом питании. С помощью трубчатых аналогов нагрев теплоносителя происходит по принципу конвекции, излучения и теплопроводности в результате преобразования электрической энергии в тепловую.

Такой нагревательный элемент имеет следующие характеристики:

• Диаметр трубки 6,0-18,5 миллиметров.
• Длина тэна 20-600 сантиметров.
• Трубка может быть изготовлена из стали, из нержавейки или из титана (очень дорогой прибор).
• Конфигурация прибора — без ограничений.
• Параметры (мощность, производительность и прочее) — по согласованию с заказчиком.

Трубчатые электронагреватели оребренные

Используется для нагрева воздуха или газа, которым отапливается помещение

ТЭНРы представляют собой тот же трубчатый электронагреватель только с ребрами, которые расположены в перпендикулярных плоскостях к оси нагревательной трубки. Обычно ребра изготавливают из металлической ленты и крепят к трубке специальными прижимными гайками и шайбами. Сам тэн выполнен или из нержавейки, или из конструкционной стали.

Этот вид электронагревательных приборов используется для нагрева воздуха или газа, которым отапливается помещение. Их часто применяют в таких отопительных приборах, как тепловые завесы и конвекторы — там, где требуется отопление с помощью нагретого воздуха.

Блок электронагревателей

ТЭНБ используют только в том случае, если необходимо увеличить мощность электронагревателя. Обычно их устанавливают в приборы, в которых теплоносителем выступает жидкость или любой сыпучий материал.

Отличительной конструктивной особенностью ТЭНБ является его крепеж к прибору отопления. Он может быть резьбовым или фланцевым. Особой популярностью сегодня пользуется тен для отопления блочного типа с разборными фланцами. Такой нагревательный элемент можно применять для разных приборов многократно. Сгоревший тэн можно снять, а на его место поставить новый.

Электронагреватели патронного типа

Для отопительных систем этот вид не используется.

Для отопительных систем этот вид не используется. Его применяют как деталь пресс-формы для создания каких-либо изделий, поскольку это часть промышленного оборудования. В быту они не встречаются, но упомянуть о них необходимо, потому что данный вид тэнов входит в категорию «трубчатые электронагреватели».

Отличительной чертой этого аналога является оболочка, изготовленная из нержавеющей стали, которую шлифуют по максимуму. Это необходимо для того, чтобы тэн мог войти в форму с минимальным зазором между трубкой и стенками формы. Стандартный зазор не должен превышать 0,02 миллиметра. Вот так плотно он должен входить.

Кольцевые электронагреватели

Этот вид тэнов тоже применяют только в промышленных установках. Их предназначение — это нагрев инжекторов, сопел инжекционных установок и литьевого оборудования.

Минимальный диаметр скручивания — 8 миллиметров, максимальный не ограничен. Навивка трубки может быть выполнена с одинаковым или переменным шагом. Обычно данный вид изготавливают только из нержавеющей стали.

Электронагреватели с терморегулятором

Тэн с терморегулятором TECHNO 2 кВт

Это самый распространенный на сегодняшний день тэн, который используется для нагрева жидкостей. Именно его устанавливают во все бытовые электрические приборы, которые связаны с нагревом воды. Максимальная температура выделенного тепла +80С.

Изготавливают его из никеле-хромовой проволоки, которую внутри трубки заливают специальным сжатым порошком. Порошок — это оксид магния, который является хорошим изолятором электрического тока, но при этом обладает высоким показателем теплопроводности.