ТЭНовый электрокотёл: как устроен, плюсы и минусы. Тэн электрический для отопления

виды ТЭНов, особенности устройства и монтажа, популярные производители

Ваше жилище не подключено к газу? А использовать в качестве отопительного прибора твердотопливный котел вы не хотите? Отличным решением в сложившейся ситуации станет приобретение и монтаж электрокотла.

Электрический котел — это устройство, которое может выступать как основным источником обогрева, так и дополнительным.

Существует несколько видов электрокотлов, один из которых — ТЭНовый. Этот тип наиболее популярен и востребован и именно о нем мы и расскажем в этой статье.

ТЭНовый котёл Галан Галакс

Устройство и принцип работы

Тэновый электрокотел представляет собой устройство с теплообменником, в котором помещаются один или несколько ТЭНов, блок автоматики, который отвечает за регулирование и управление процессом нагрева теплоносителя. Большинство моделей ТЭНовых электрических котлов оснащены циркуляционным насосом, воздушным клапаном и встроенной расширительной емкостью.

ТЭН (трубчатый электрический нагреватель) нагревательный элемент, который выглядит как трубки (из титана или алюминия). Внутрь трубки помещены контактные стержни и спираль накала.

Чтобы не столкнуться с такой проблемой, как короткое замыкание, спираль накаливания отделяется от трубки кварцевым песком. Песок характеризуется хорошей теплопроводностью, его концы герметичны, поэтому он никак не попадет во внутреннюю часть стержня воды.

ТЭНы для электрокотлов бывают: одноконцевыми или двухконцевыми. Обычно используется первый тип.

Одноконцевой ТЭН

У одноконцевого ТЭНа водные контакты распределены лишь с одного боку стержня. Внешне они походят на обычные кипятильники.

Теплоноситель всегда нагревается с одинаковой мощностью. Если вам нужно отрегулировать температуру теплоносителя, то нужно будет отключить ТЭНы.

Поскольку в большинстве котлов применяется не один трубчатый электронагреватель, а несколько, то отключив их вы сможете уменьшить показатель температуры теплоносителя.

Среди явных плюсов электрического ТЭНового котла выделяется то, что нагревательный компонент напрямую не контактирует с теплоносителем.

Это означает, что возможность того, что случится короткое замыкание — минимальное. Автоматические выключатели устройств предназначены для того, чтобы в случае аварийной ситуации электроТЭНы не перегрелись.

В системе отопления с электрическими котлами может применяться дистиллированная вода.

Двухконцевой ТЭН

Она предназначена для предотвращения образования накипи на ТЭНах. Вы можете применять и обычную воду, но знайте, что она не будет защищать от образования всевозможных отложений. А это значительно снижает КПД электрического нагревателя, в результате чего через некоторое время ТЭН может сломаться и выйти из строя.

Осуществляя выбор электрических котлов, обязательно уделяйте внимание их устройству. ТЭНовые котлы отопления должны быть сконструированы таким образом, чтобы в случае поломки можно было заменить данный элемент.

Стоит отметить, что подобные электрокотлы пользуются спросом, т.к. они просты в исполнении, легкодоступны и с заменой ТЭНа обычно не возникает проблем. Стоимость устройств с ТЭНами значительно ниже, чем у индукционных и электродных котлов. Однако в процессе использования вас может настигнуть ряд проблем:

перегорание ТЭНа;
образование накипи;
механические повреждения.

Для того, чтобы не случилось перегорание нагревательного элемента, он должен полностью погружаться в воду.

Если же нет контакта воды с теплоносителем, то произойдет перегрев вольфрамовой нити, т.к. поверхность ТЭНа не будет охлаждаться. Поэтому важно подобрать электрический котел, в котором эти элементы вкручены снизу.

Если устройство выйдет из строя, нужно произвести полную замену.

Устройство ТЭНового электрокотла Невский

Достоинства и недостатки

ТЭНовые электрические котлы характеризуются множеством достоинств:

Мощность не переменчива и температура теплоносителя никак на нее не воздействует.
ТЭНы никак не связаны с теплоносителем. Поэтому такой котёл является более безопасным, в нем нет утечки токов, есть возможность устанавливать УЗО.
Мощность можно легко регулировать, а это значит, что при включении и выключении котла практически не будет скачков напряжения.
Функционировать котлы могут на тосоле, антифризе, воде. Не требуется специально специально подготавливать воду по электропроводности.
Если случится поломка одного трубчатого электронагревателя, то котел продолжит функционировать.
Могут функционировать на перегретой воде.
Для того, чтобы проводить обслуживание ТЭНовых котлов, не нужны специальные знания.

Внешний вид электрических котлов — эстетичен, к тому же они имеют небольшие размеры. Разнообразие моделей позволит выбрать агрегат на любой вкус.

Недостатки ТЭНовых электрокотлов:

Нагревательный элемент имеет ограниченные сроки эксплуатации и может перегореть, поэтому выбирая котел, обязательно уточняйте, можно ли заменять ТЭНы.
Образование различных отложений на ТЭНах ухудшает их охлаждение, что приводит к досрочной поломке, следовательно, лучше подстраховаться и принять меры по снижению жесткости воды, залитой в систему.

Ни в коем случае нельзя допускать работу устройства без воды (сухой ход), т.к. это обязательно приведет к выходу из строя ТЭНов и может возникнуть пожароопасная ситуация. Лучше всего установить датчик протока воды.

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:

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.
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.
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.
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.

Производители

Производитель Характеристика

Галан (Россия)	Использование импортных комплектующих.Надёжная автоматика.Невысокая стоимость.
Невский (Россия)	Использование в закрытых отопительных системах.Автоматика, которая способна переключать режимы, отключать котёл. Надежная сборка и качественные комплектующие.
Dakon (Чехия)	Более 30 моделей.Могут идти в комплекте с циркуляционными насосами, расширительными бачками и прочими дополнительными комплектующими.
Kospel (Польша)	Одноконтурные модели.Более высокая стоимость по сравнению с российскими моделями.

В итоге, ТЭНовый электрокотёл является функциональным устройством, качественно выполняющим свои задачи.

teplofan.ru

Тены для отопления - какие бывают устройства

Тэны электрические

Трубчатый электронагреватель, а короче ТЭН, был изобретен в конце XIX века в Америке и запатентован в 1896 году. Если говорить о первых тенах для отопления, то они представляли собой спираль, изолированную специальным керамическим материалом и вставленную в металлическую трубку. Изобретение было оригинальным, но не безопасным. Прошло 50 лет, прежде чем трубчатый электронагреватель пошел в серийное производство. С тех пор он стал основным видом нагревательных приборов, которые используются как электрические элементы.

За достаточно большой срок своего присутствия на рынке тэны сильно видоизменились. И современные аналоги существенно отличаются от своих предшественников. Однако принцип их действия остался прежним.

Сейчас большой популярностью пользуются трубчатые электрические тены для отопления, в состав которых входит одна или несколько спиралей из нихрома, размещенных в металлической оболочке. Чтобы разграничить спираль и оболочку, между ними укладывается специальный изолирующий материал — перикласт.

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.

Небольшое отступление

Сегодня все чаще звучат голоса тех, кто готов отступить от традиционных методов отопления. Понятно, что топливо с каждым годом поднимается в цене, соответственно, растут и расходы из семейного бюджета. А отопление является той статьей, которую снизить просто не получится. Вот почему ученые всего мира бьются над проблемой альтернативных видов топлива.

Только вам решать какую систему отопления выбрать

Выбор системы отопления должен быть индивидуальным

Что они предлагают? Самый рекламируемый вариант — это солнечная энергия. К сожалению, разработки есть, но не очень эффективные. Ветряные генераторы сегодня есть во многих странах мира, и показали они себя с достаточно хорошей стороны. Но что делать простым потребителям? Есть два варианта — гелевые системы отопления и отопление на магнитах.

Особого внимания заслуживает второй вид. Домашние кулибины давно посматривают на этот вид отопительной установки, а некоторые пробуют собрать ее своими руками. Вполне возможно, что за этими приборами будущее.

Заключение по теме

Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) сегодня встречаются повсеместно. Без них не работают электрочайники, электробойлеры, электрические отопительные котлы и прочее электрооборудование. Поэтому с каждым годом их востребованность растет.

Типы электрических ТЭНов

Конструкция ТЭНа

Довольно подробно конструкция трубчатого электронагревателя показана на изображении ниже.

Самый важный элементом всех ТЭНов – это нагреватель, им служит чаще всего нить нихрома (1), расположенная в середине трубки по всей ее длине, она прикреплена к выходной шпильке (6).

Нить имеет определенное внутреннее сопротивление и когда по ней протекает электрический ток, она нагревается.

Материал для нагревателя должен обладать большим сопротивлением протекающему по нему току, их также выполняют из сплавов, включающих в свой состав нихром или константан.

Сопротивление нагревателя подбирается в соответствии с необходимой мощностью ТЭН. Здесь работает главный закон электротехники – закон Ома, и известная формула:

P = U*I, где I – сила тока, U – напряжение сети, P – мощность.

Так, например, чтобы мощнсть ТЭНа была 1кВт (1000Вт), в однофазной сети 220В, сопротивление нити находится следующим образом:

Сначала определяем ТОК:

I= P/U=1000Вт/220В=4,55А

Непосредственно сопротивление определяем по фомуле:

R = U / I, где R – сопротивление ТЭНа в Омах U - напряжение в вольтах I - сила тока в амперах

Соответственно сопротивление нихромовой нити электронагревателя R=220/4,55=48,4 Ом.

Как вы поняли, чем ниже сопротивление трубчатого электронагревателя, тем выше его мощность, при этом практически вся она расходуется на нагрев нити. КПД ТЭНов близок к 100%, т.е. чем он мощнее, тем больше и быстрее нагревается.

Между нитью нихрома и трубкой расположен изолятор (2), выдерживающий высокие температуры.

Для изготовления трубки ТЭН (3) выбирают низко коррозийные металлы именно такие ТЭН наиболее часто применяются в быту и промышленности.

Стеклянные ТЭН используются в агрессивных средах, например, в лабораториях, где необходимо подогревать химические смеси.

Стеклянные трубки в нагревателях можно встретить и бытовых обогревателях, использующих инфракрасное излучение. Керамические трубки в нагревателях применяются крайне редко.

Диаметр трубок может быть разным, но применение нашли трубки диаметром от шести до двадцати четырех миллиметров.

Изолятор должен обладать высокими изоляционными свойствами и одновременно быть эффективным для передачи тепла от нагревателя к трубке.

Электропитание ТЭН осуществляется с помощью клемм (4) расположенных на изолирующих вставках (5).

Клеммы могут быть расположены как с одного конца, так и с двух концов ТЭН. Некоторые виды ТЭН оснащаются встроенным предохранителем. Такие нагреватели используются в стиральных и посудомоечных машинах.

Основные типы ТЭНов и их назначение

Тэны чаще всего классифицируются по виду и основному применению, различают:

1. ТЭН для обогрева воздуха

Температура таких ТЭНов достигает 450 градусов по Цельсию. Такие трубчатые электронагреватели используются для обогрева воздуха промышленных и бытовых помещений.

Они являются основой конвекторов, воздушных тепловых завес, различных сушильных камер. Подобные электронагреватели изготавливаются с гладкими трубками и с трубками, у которых есть ребра.

Ребра у таких тепло электронагревателей производятся из стальной ленты, крепящейся к трубке по спирали. Применение ребер увеличивает площадь поверхности ТЭН и поэтому нагрузка на нить нагрева ТЭН снижается почти в три раза, что в свою очередь, увеличивает срок службы.

2. ТЭН для воды

Такие тепло электронагреватели используются в бойлерах, стиральных машинах. В таких агрегатах вода может нагреваться до ста градусов по Цельсию.

Для больших объемов воды, где требуется большая мощность нагрева, применяют блочные ТЭН.

Кстати, довольно подробно мы уже описывали как подключать ТЭНы электрокотла.

Часто в электронагревателях используют терморегулятор. Он отключает электронагреватель от сети питания при нагреве воды до нужной температуры. При остывании воды терморегулятор снова подключает электропитание ТЭН для нагрева.

3. Гибкие ТЭНы

Они находят применение в пресс-формах и горячеканальных системах. Они очень удобны, когда требуется придать форму контура горячеканальных систем. Изготавливаются такие электронагреватели любых размеров.

Разновидностью гибкого электронагревателя, знакомого нам в быту, является саморегулирующийся кабель для системы «теплых полов». Такой кабель используется для отопления помещений.

4. Патронные ТЭНП

К отдельному виду можно отнести патронные ТЭНы, выводы для подключения электропитания у них расположены, чаще всего, с одной стороны. Размер таких нагревателей может достигать 350 сантиметров. Главное их отличие от остальных типов - компактный корпус, чаще всего они представляют собой гильзу их нержавеющей стали с электровыводами.

Данный тип выделяется большой удельной мощностью. Тепло от нагревателя передается как контактным методом, так и путем конвекции.

Эти тепло электронагреватели широко применяются в промышленности для разогрева масел, для нагрева различных металлических форм, смонтировав их в высверленном отверстии. Ими оборудуются агрегаты в обувной отрасли, литейном производстве, автомобильной промышленности.

Если же у вас остались вопросы о классификации трубчатых нагревателей, их строении или основных сферах применения – обязательно оставляйте их в комментариях к статье, так же приветствуются мнения, здоровая критика, либо любая дополнительная информация и личный опыт, буду рад общению.

rozetkaonline.ru