Электрические ТЭНы — для чего служат и какие бывают

Практически любой электронагревательный прибор оснащен нагревательным элементом той или иной конструкции. Используя один и тот же принцип — превращение электрической энергии в тепловую за счет нагрева проводника, — элементы очень различаются по типу и конструкции. Конструкция эта зависит от поставленных задач, условий работы и необходимой мощности конкретного нагревателя. Наибольшее распространение получили так называемые ТЭНы — трубчатые термоэлектронагреватели, изобретенные в XIX веке и с тех пор мало изменившиеся.

Как устроен трубчатый электронагреватель

Конструктивно термонагреватель представляет собой спираль из проводника с высоким удельным сопротивлением, свитым в спираль. Спираль помещается в металлическую или керамическую трубку той или иной формы, а свободное пространство внутри трубки заполняется специальной теплопроводной массой.

Как устроен ТЭН электрический

Эта масса служит не только для передачи тепла от спирали к трубке, но для и защиты самой спирали от окружающей среды, а также для электроизоляции. В отличие от открытой конструкции, когда токопроводящий материал открыт, такое устройство обеспечивает удобную и безопасную эксплуатацию нагревателя.

В отличие от приборов открытого типа (справа) трубчатые термоэлектронагреватели удобнее и безопаснее

Кроме того, трубчатая конструкция позволяет работать нагревателю непосредственно в агрессивных и токопроводящих средах, к примеру в воде.

Виды ТЭНов

Нагревательные элементы можно разделить на два вида:

  • воздушные;
  • водяные.

Воздушные ТЭНы, как можно догадаться из названия, предназначены для работы на воздухе и используются для непосредственного нагрева либо самого воздуха, либо тех или иных предметов, находящихся в воздушной среде. Подобные электронагреватели можно встретить в обычных электроплитках, духовых шкафах, комнатных обогревателях.

Назначение второго вида — нагрев жидкости. Такие нагреватели работают в электрочайниках, электротитанах, масляных или водяных отопительных системах. Отличным примером водяного ТЭНа может служить обычный бытовой кипятильник.

Классический пример водяного ТЭНа — обычный бытовой кипятильник

Отличия одного вида от другого невелики, но они есть. Прежде всего, водяной нагреватель отличается большим соотношением мощности к габаритам. Иными словами, он имеет высокую мощность при малых габаритах и площади поверхности. Обусловлено это тем, что прибор работает в среде с высокой теплопроводностью. Это позволяет быстро нагреть большой объем жидкости при минимальных затратах электроэнергии (меньше тепла в единицу времени расходуется на нагрев окружающего воздуха). Недостатком такой конструкции является то, что водяной ТЭН не может работать без погружения в рабочую среду (жидкость) — он сразу перегреется и сгорит, поскольку воздух имеет гораздо меньшую теплопроводность, чем те же вода или масло.

Воздушные же нагреватели имеют довольно большую площадь поверхности для своей мощности и не нагреваются так сильно, хотя внешне могут ничем и не отличаться от жидкостных.

Внешне ТЭН электрический водяной (слева) может ничем не отличаться от воздушного

Конструктивные отличия электронагревателей трубчатого типа

В зависимости от поставленных задач, нагревательные элементы могут сильно отличаться по конструкции. Они имеют не только различные мощность, размеры и форму, но даже различаются по материалам и внешнему виду.

Основные конструктивные типы нагревательных элементов следующие:

  1. Гладкие.
  2. Оребренные.
  3. С терморегулировкой.
  4. Блочные.
  5. Патронные.
  6. Кольцевые.

Гладкие нагревательные элементы

Они являются, по сути, универсальными и получили самое широкое распространение. Вы можете увидеть их в чайниках, мультиварках, электродуховках, плитах электрокаминах. Приборы этого типа относительно просты по конструкции, имеют умеренную стоимость и достаточно хороший КПД.

Оребренные ТЭНы

Их можно отличить по ребрам, которыми оснащена трубка элемента. Благодаря этим ребрам площадь прибора увеличивается в разы, а значит, устройства имеют повышенную теплоотдачу. Такие нагреватели, обладая высокой мощностью, могут успешно работать на воздухе без перегрева и позволяют существенно уменьшить габариты всего нагревательного устройства с сохранением его высоких характеристик и производительности.

Оребренный трубчатый электронагреватель

Оребренные конструкции используются для умеренного, но быстрого нагрева воздуха. Их можно встретить в электрокаминах (в том числе и с принудительной вентиляцией). Они же используются для воздушных тепловых заслонов в магазинах, цехах, на складах. Есть оребренные ТЭНы и во всевозможных относительно низкотемпературных сушильных печах.

ТЭНы с терморегулировкой

Этот класс приборов оснащается встроенными терморегуляторами, которые не только защищают сам ТЭН от аварийного перегрева, но и позволяют автоматически поддерживать температуру окружающей среды. При превышении заданной температуры специальный биметаллический контакт просто отключает питание нагревательного элемента и ждет, пока последний не остынет. Наибольшее применение такие типы нагревателей получили в конструкциях для нагрева жидкости — автоматических бойлерах, котлах, системах электрического отопления. Большинство из них (но далеко не все) имеют водяную конструкцию.

Электронагреватель со встроенным терморегулятором

Блочные ТЭНы

По сути, такая конструкция представляет собой несколько нагревателей, соединенных в один блок. Других особенностей этот тип нагревателей не имеет. Такие блоки используются для уменьшения габаритов оборудования с одновременным увеличением отдаваемой мощности.

Электрические ТЭНы, собранные в блок, имеют высокую мощность и одновременно небольшие габариты, поскольку все нагреватели отлично охлаждаются

Патронные нагреватели

Основное отличие такого типа нагревателя от классического — он имеет выводы питания на одной стороне и выполнен в виде патрона (стержня), плотно вставляемого в тонкостенную гильзу. При этом гильза крепится в самом приборе, а уж затем в нее вставляется нагреватель. Преимущества такой конструкции очевидны — вы можете произвести замену испорченного ТЭНа без слива рабочего тела. К примеру, вы можете быстро и просто заменить нагреватель в бойлере или котле, не сливая воду из системы водоснабжения и отопления. Такой тип приборов не получил особого распространения в быту, но широко используется в промышленности.

Патронный трубчатый электронагреватель

Кольцевые ТЭНы

По сути, они являются гибридом воздушного и водяного ТЭНа. Устройства надеваются на нагреваемый объект (скажем, трубу) сверху и, казалось бы, работают на воздухе, но благодаря специальной конструкции тепло отдают в основном стенкам трубы. Такие нагреватели очень удобны в эксплуатации, эффективны и легко заменяются. Кроме того, гибкая их конструкция позволяет быстро подгонять нагреватель под диаметр нагреваемого тела.

Нагреватель кольцевого типа

Материал трубчатых электронагревателей

Для изготовления нагревателей трубчатого типа сегодня используются самые различные и современные материалы. Сама спираль, как и прежде, изготавливается из материалов с высоким электрическим сопротивлением (нихром, константан, вольфрам и пр.), а вот материал корпуса (теплопередающей трубки) может быть самым различным. Сегодня в вашем распоряжении есть три типа нагревателей:

  • металлические;
  • керамические;
  • комбинированные.

Алюминий. Он используется в относительно недорогих водяных нагревателях. Относительно недорогой материал, не боится коррозии, легко обрабатывается. Поскольку ТЭН работает в воде, низкая температура плавления алюминия не является существенной. Единственный недостаток таких нагревателей — их низкая механическая прочность и, как следствие, высокая взрывоопасность. Если вы, к примеру, включите бытовой кипятильник, изготовленный из алюминия, на воздухе, то он взорвется в прямом смысле слова. То же самое произойдет и при выкипании воды в том же электрочайнике.

Сплавы стали. Сталь намного прочнее алюминия и взорвать такой нагреватель гораздо сложнее. Но железо плохо обрабатывается и, самое главное, подвержено коррозии. Тем не менее в воздушных ТЭНах сплавы железа работают весьма успешно. Для водяных нагревателей обычное железо, конечно, не подходит. Исключение может составлять лишь нержавеющая сталь.

Сплавы меди. Медь — отличный теплопроводник и используется для изготовления ТЭНов достаточно широко. Ее используют чаще всего для изготовления воздушных оребренных устройств, хотя существуют и обычные трубчатые электронагреватели для воздуха и даже воды.

Керамика. Исключительно прочный материал, не боящийся коррозии. Использование керамики ограничивает лишь относительно высокая сложность и стоимость изготовления. Но несмотря на это, керамические приборы существуют и успешно используются в приборах высоких классов и надежности.

Комбинированные. Такие электрические нагреватели, как ясно из названия, выполняются из нескольких материалов, дополняющих друг друга по своим свойствам. К примеру, существуют воздушные ТЭНы, изготовленные из стали, но имеющие медное оребрение. Этим достигаются умеренная стоимость изделия, относительно небольшой его вес и отличные теплопроводящие характеристики. Еще один пример — водяные «керамические» нагреватели в стиральных машинах. Сама трубка в таких приборах выполнена из стали, но покрыта слоем керамики. Таким образом, вы имеете умеренный по цене прибор с высокими техническими и эксплуатационными характеристиками.

ТЭН — это нагревательный прибор, общеизвестное название которого — аббревиатура, которая расшифровывается как Трубчатый Электронагреватель т.к.  ТЭНы, чаще всего, изготавливаются в виде трубки из керамики, стекла или металла.

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.

Электрические ТЭНы десятилетиями не меняют свою конструкцию и остаются востребованными в отопительном оборудовании. Меняется форма этих приборов, конструктивные материалы, но остается неизменным принцип действия и эффективность. Для грамотного подбора пригодятся сведения об отличиях и характеристиках. Согласны?

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

Предназначение отопительных ТЭНов

Электрические ТЭНы снискали популярность благодаря своей универсальности и высокому КПД. Вся потребляемая ими электроэнергия расходуется по прямому назначению – на обогрев окружающего пространства.

Основными отопительными приборами, где используются ТЭНы являются:

  1. Переносные и стационарные масляные электрообогреватели.
  2. Водяные радиаторы отопления.
  3. Полотенцесушители для ванной.
  4. Электрокамины.
  5. Электроконвекторы.
  6. Электрические котлы.

Указанное оборудование может использоваться в качестве основного или дополнительного источника обогрева. Стоит оно недорого, легко монтируется и не требует специальных навыков при эксплуатации.

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

Внутреннее устройство электронагревателей

Устройство удобно рассматривать на примере трубчатой модели. Электронагреватель представляет собой заполненную термопроводником керамическую или металлическую трубку с расположенной внутри спиралью. В месте фиксации трубки к фланцу находятся изолирующие втулки, которые делают невозможным контакт токопроводящей спирали с корпусом ТЭНа.

В большинстве моделей ТЭНов используются аналогичные комплектующие, однако их долговечность может отличаться в зависимости от качества сборки

Крепится электронагреватель преимущественно фланцевым соединением, которое позволяет герметизировать внутреннюю среду отопительного прибора от внешнего пространства. Недостатком такой конструкции является невозможность замены спирали при её внутреннем перегорании.

Принцип работы нагревательных элементов

Работает ТЭН по следующему принципу. При подключении к сети происходит нагрев внутренней спирали и передача энергии термопроводнику и наружной оболочке. В дальнейшем тепло передается окружающей жидкости, воздуху или твердому материалу.

При нагревании ТЭНа, погруженного в масло или воду, вокруг трубки создаются конвекционные потоки, которые перемешивают теплоноситель и способствуют его равномерному нагреву.

Электрические котлы известны своей надежностью и ремонтопригодностью. В них нет множества сложных деталей, поэтому они просты при эксплуатации и обслуживании

В безжидкостных отопительных приборах температура нагрева обычно ограничена, чтобы не повредить окружающие детали и не спровоцировать пожар.

Для ускорения теплообмена в них часто используется вентилятор, который обеспечивает циркуляцию воздуха как внутри прибора, так и в окружающем его помещении.

Виды ТЭНов для отопительных приборов

Простота изготовления ТЭНов не всегда оборачивается удобством для пользователей. Многие производители выпускают электронагреватели со специфической формой и креплением. В случае поломки их довольно сложно купить в магазине. Поэтому для правильного выбора необходимо изучить все возможные конструктивные варианты.

Трубчатые модели для бытового отопления

Трубчатая конструкция электронагревателей является самой распространенной в мобильных масляных обогревателях, переносных и настенных электрических радиаторах. Передача тепла в них может происходить с помощью: конвекции, ИК-излучения или теплопроводности.

Готовые ТЭНы с регулятором и собственным шнуром питания можно покупать только при уверенности, что длины провода будет достаточно

Форма и длина трубки в таких устройствах может быть любой и диктуется лишь конструктивными особенностями. К примеру, ТЭН микатремического обогревателя представляет собой змеевик, расположенный за минеральной пластиной. Нагреваясь, пластина излучает инфракрасное тепло.

Наиболее распространены такие его характеристики:

  • диаметр – 5-18 мм;
  • длина – 200-6000 мм;
  • материал оболочки – сталь, нержавейка, керамика, медь;
  • мощность – 0,3-2,5 кВт.

ТЭНы мощностью более 2,5 кВт в бытовых отопительных приборах не применяются, потому что квартирная проводка просто не выдержит большей нагрузки.

Оребренный вариант электронагревателей

Оребренные приборы представляют собой модификацию трубчатого ТЭНа. Их особенностью является наличие множества тонких стальных пластин, расположенных вдоль всей длины устройства. Такая конструкция резко увеличивает площадь контакта с окружающей средой, обеспечивая высокую скорость её нагрева.

Оребренные ТЭНы стоят дороже, требовательны к объему рабочего пространства, но обеспечивают более высокие потребительские характеристики отопительного оборудования

Используются оребренные модели преимущественно в обогревателях для воздушного отопления. Они обеспечивают быстрое повышение температуры в помещении, особенно при наличии встроенного вентилятора.

Блочные конструкции ТЭНов

Блочный вариант представляет собой несколько совмещенных на базе единого крепления трубчатых нагревателей.

Особенное внимание при выборе блочных ТЭНов необходимо обращать на их мощность и способность котла с насосом обеспечить отвод тепла

Такая конструкция используется при сочетании двух факторов:

  1. Потребность в повышенной мощности прибора и высокой скорости нагрева рабочей среды.
  2. Невозможность быстрой передачи тепловой энергии от спирали к окружающей среде из-за малой площади наружной оболочки.

Фактически в блочном ТЭНе снижается нагрузка на каждую нагревательную трубку и увеличивается скорость теплопередачи. Такие устройства входят в состав бытовых отопительных котлов и промышленных электронагревательных установок.

Мощность блочных моделей может составлять 5-10 кВт, поэтому при их размещении в квартире требуется протягивать в помещение дополнительный электрокабель.

Приборы патронного типа

Патронные ТЭНы имеют вид трубки с одним свободным концом, что обусловлено особенностью их установки. Наружная оболочка выполнена обычно из полированной стали, чтобы обеспечивать максимальный контакт с окружающим материалом. Такие трубки плотно вставляются в соответствующее отверстие отопительного прибора.

Главным недостатком патронных ТЭНов является малая площадь теплоотдающей поверхности, что требует применения специфических способов отведения тепловой энергии

Фиксация патронных моделей производится преимущественно с помощью фланцевого соединения. Используются они обычно в промышленности для нагрева рабочих частей экструдеров.

Существуют и другие конструкционные виды ТЭНов, но они применяются в основном в промышленном производстве и не затрагивают рассматриваемую тему.

Дополнительные функции электронагревателей

Выше были рассмотрены простейшие конструкции приборов, которые не имеют каких-либо встроенных регулировочных механизмов.

Блок терморегуляции может иметь механическую или электронную автоматику. Последняя более точна, но требовательна к параметрам домашней электросети

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

К таковым относятся:

  1. Терморегуляция. ТЭНы со встроенным терморегулятором для отопления имеют датчик температуры, который срабатывает при нагреве рабочей среды до определенного уровня. Регулировка электронагревателя происходит с наружной стороны фланца.
  2. Антизамерзание. Эта функция обеспечивается упрощенным терморегулятором, который срабатывает только при понижении температуры до 0-2°C. Она препятствует замерзанию воды в трубах отопления, потребляя минимум электроэнергии.
  3. Турбонагрев, который обеспечивает форсированный нагрев рабочей среды при первоначальном пуске оборудования. Необходимо помнить, что электропроводка помещения должна выдержать кратковременное повышение мощности.

Приборов, поддерживающих дополнительные функции, не так много, потому что зачастую регулирование работы отопительных приборов в целом производится с помощью отдельного блока автоматики.

Как выбрать ТЭН для отопительного оборудования?

Выбирая ТЭН для замены в водонагревателе или в радиаторе, необходимо обращать внимание на его мощность, конструкцию, длину трубки и наличие дополнительных возможностей. Поэтому перед покупкой необходимо узнать как можно больше обо всех его характеристиках.

Расчет мощности прибора

Большая мощность ТЭНа не всегда является положительным качеством.

При выборе важно учитывать несколько факторов, которые связаны с уровнем энергопотребления:

  • предельная мощность теплоотдачи отопительного прибора в целом;
  • возможности электропроводки;
  • объем помещения.

Нельзя покупать устройство с мощностью, которая больше 75% максимального уровня теплоотдачи отопительного оборудования.

Например, имеется радиатор с 10 секциями, каждая из которых отдает воздуху 150 Вт тепла, всего 1,5 кВт. При установке в него электронагревателя с мощностью 2 кВт поверхность батареи не сможет быстро отдать всю образующуюся энергию. В результате ТЭН будет постоянно отключаться из-за перегревания.

Причиной быстрой поломки ТЭНа может быть неправильный выбор мощности прибора. В результате системного перегрева спирали она со временем перегорает

В квартирах с изношенной проводкой постоянная нагрузка на розетку не должна превышать 1,5-2 кВт, иначе она может загореться и привести к печальным последствиям. Поэтому перед покупкой ТЭНа нужно проверить состояние проводки и при необходимости демонтировать старую и проложить новую электросеть.

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

В хорошо утепленных домах и квартирах будет достаточно уровня 40 Вт/м3. А при наличии щелей в окнах мощность обогрева должна быть увеличена до 60-80 Вт/м3. Покупать конкретную модель можно только после учета всех вышеописанных энергетических факторов.

Учет особенностей конструкции

Большинство ТЭНов отопления имеет оболочку из легированной стали, которая обеспечивает прочность и стойкость к коррозии. Медные устройства применяются преимущественно в нагревателях воды, хотя ограничений на их использование в самодельных радиаторах нет.

В чугунных и стальных радиаторах использование ТЭНов из цветных металлов нежелательно. Это может привести к ускорению износа материалов и соединений

Также при выборе необходимо учитывать направление резьбы заглушки, которое может быть правым или левым. Разные модели электронагревателей отличаются и диаметром фланцев. Они могут иметь размер от 0,5 до 1,25 дюйма.

Обычно к ТЭНу хорошего производителя прилагается краткая инструкция, в которой описываются его конструкционные параметры. Их изучение поможет купить устройство, которое точно подойдет к имеющемуся отопительному оборудованию.

Длина нагревательной трубки

Протяженность трубки является одной из главных характеристик, которые определяют эффективность работы устройства.

Большая её длина при равной мощности приводит к увеличению площади поверхности электронагревателя и ускорению теплообмена с рабочей средой. Это положительно сказывается на долговечности ТЭНа и скорости циркуляции теплоносителя.

ТЭНы с длинной трубкой идеально подходят для установки в самодельные регистры, которыми удобно обогревать большие помещения и хозяйственные постройки

Желательно, чтобы трубка проходила по всей длине рабочей зоны отопительного прибора, не дотягиваясь до противоположной стенки на 6-10 см. Эта рекомендация позволит быстро и равномерно прогревать теплоноситель.

Наличие дополнительного функционала

Переплачивать за дополнительные возможности ТЭНов не всегда нужно. Если отопительный прибор используется в качестве вспомогательного и не имеет собственной встроенной автоматики, то покупка модели с термостатом имеет смысл.

Но при наличии в радиаторе или электроконвекторе собственных термодатчиков и механизмов контроля температуры дополнительные функции так и останутся невостребованными.

Встроенная в заглушку ТЭНа электроника должна иметь предохранительные механизмы, чтобы в случае поломки регулирующей платы не случился пожар

Поэтому приобретать дорогостоящие электронагреватели со встроенной автоматикой рекомендуется только при явной необходимости в таком оборудовании. При необходимости в индивудальном подборе температурного фона лучше купить терморегулятор в розетку, который можно использовать периодически.

Что касается производителей ТЭНов, то их выбор не принципиален. Основными поставщиками являются фирмы из России, Украины, Турции и Италии. Качество их продукции примерно одинаково, поэтому нет смысла переплачивать за бренд.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Практический обзор ТЭНов различных типов:

Видео #2. Обзор ТЭНа с терморегулятором:

Видео #3. Особенности блочного ТЭНа, используемого в отопительных электрокотлах отопления:

Покупка ТЭНа для отопительных приборов является непростой задачей. Для этого требуется четко знать характеристики оборудования, в которое встраивается электрический нагреватель. Поэтому останавливать свой выбор на конкретной модели нужно только после тщательного анализа её параметров.

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

За последнее время электрические нагреватели стали привычным аксессуаром как для жителей многоэтажных квартир, так и для владельцев загородных коттеджей. Это оборудование обеспечивает жильцов необходимым объемом воды, которая требуется для бытового использования. Электрические ТЭНы для водонагревателей — это главные конструктивные элементы любого устройства, именно за счет них и производится обогрев воды.

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.

Способы подключения

Нужно отметить, что ТЭНы для бойлеров могут монтироваться в устройство как по одному, так и сразу несколько.

Чем большее количество нагревателей, тем выше мощность оборудования. Но показатель мощности будет зависеть еще и от того, как соединены между собой все элементы — это соединение бывает одно- и трехфазным.

Параллельное подсоединение

Этот вариант подключения должен соответствовать определенным требованиям.

Основные правила следующие:

  1. Напряжение как в электрической сети, так и в каждом отдельном элементе обязано быть одинаковым.
  2. Чтобы определить общую мощность бойлера, нужно просуммировать мощности всех установленных элементов.
  3. Если по определенной причине один из ТЭНов сломается, то цепь продолжит работу. В этом случае единственное, что необходимо выполнить — поменять поломанный элемент.

Чтобы узнать общую мощность электросети, необходимо поделить напряжение на общее сопротивление сети. А общее сопротивление можно определить по формуле, которая применяется во время параллельного подключения отдельных сопротивлений.

Последовательное включение

Второй вариант заключается в последовательном подключении. При этом необходимо соблюдать принципы работы:

  1. Если сломается один из ТЭНов, то работа всей сети прервется.
  2. Чтобы узнать общее сопротивление, надо просуммировать все находящиеся в сети сопротивления.
  3. Суммарное напряжение не может быть больше общего напряжения всех обогревательных элементов.

Комбинированный метод

С учетом этой схемы в нескольких участках электрической цепи обязаны применяться разные варианты подсоединения. Довольно часто комбинированный способ целесообразен, если невозможно приобрести нагревающие элементы требуемой мощности. В таком случае устанавливают ТЭНы, имеющиеся в наличии, а необходимое значение достигается с помощью различных способов подключения.

Возможные неисправности

Как считают эксперты, период эксплуатации нагревающих элементов в бойлерах составляет примерно 5 лет. Чаще всего самая распространенная причина выхода из строя оборудования — жесткая вода. Чтобы удлинить срок службы прибора, нужна регулярная профилактика, которая состоит в очистке анода и непосредственно ТЭНа от появившейся накипи.

Основной признак, что ТЭН сломан — отсутствие нагрева и срабатывание автоматической защиты. Есть несколько вариантов проверки элемента на его работоспособность:

  1. С помощью простой лампочки. Для этого надо собрать последовательную сеть, которая состоит из лампочки и ТЭНа, подключенных к электричеству. Если лампочка горит, то с обогревающим элементом все в порядке и заменять его не надо.
  2. С помощью тестера нужно определить сопротивление нагревающего элемента. Если сопротивление нулевое, то ТЭН необходимо менять.

Замену элементов надо производить приборами, полностью соответствующими емкости бойлера. Этапы действий в этом случае такие:

  1. Вначале нужно отключить электропитание и снабжение водой. После из накопительной емкости сливается жидкость и снимается верхняя крышка устройства.
  2. После нужно проверить входные клеммы при помощи фазометра на отсутствие тока.
  3. Выкручиваются болты, которыми зафиксирован непосредственно нагревающий элемент, затем снимается кабель проводки.
  4. Непременно нужно определить, в каком состоянии контакты нового нагревающего элемента. Они должны быть сухими.
  5. Затем одновременно с ТЭНом заменяется и анод, который предназначен для защиты.
  6. Во время установки нового элемента применяются только уплотнители высокого качества без каких-либо дефектов.
  7. Монтаж выполняется аналогично, но в обратном порядке.
  8. В конце накопительный бак нужно заполнить водой, а из крана, который предназначен для подачи горячей воды, спустить остатки воздуха. После остается только подсоединить водонагреватель к электросети и проверить его на работоспособность.

Популярные производители

На сегодняшний день ТЭНы представлены на отечественном рынке в довольно большом ассортименте, при этом есть огромный выбор различных изготовителей. Все устройства отличаются как по своей конструкции, так и по основному предназначению и среднерыночной цене.

Изделия Ariston

Это итальянский производитель, который изготавливает ТЭНы из специального сплава хромоникеля и меди. Тепловая отдача оборудования увеличивается за счет применения особого латунного фланца. Приблизительная мощность будет зависеть от определенной модели и находится в диапазоне 1−6 кВт.

Модели нагревающих элементов с установленным терморегулятором дают возможность потребителю самостоятельно устанавливать необходимую температуру (не больше +95°С). При достижении этого показателя устройство автоматически выключается. Если же температура понижается больше чем на 7−8 градусов, ТЭН возобновляет свою работу, поэтому вода в накопительной емкости будет постоянно горячей.

Отечественная продукция

«Термекс» известен на рынке уже более 60 лет. Магниевые аноды этой компании изготавливаются из специального сплава, за счет чего производительность элементов повышается в два раза. Внешняя оболочка может быть как из меди, так и из нержавеющей стали. С помощью надежной защиты обеспечивается продолжительное время эксплуатации. Все устройства маломощны, благодаря чему являются довольно экономными.

Бойлеры Electrolux

Компания из Швейцарии характеризуется отличным качеством изготавливаемых водонагревателей. Ее изделия отличаются тем, что оборудованы одновременно двумя закрытыми ТЭНами. Это обуславливает высокую скорость нагрева. Защитные меры не допускают образования накипи. К этим мерам относится:

  • термостат, отключающий оборудование при достижении +80°С;
  • особое стекловидное эмалевое покрытие;
  • защита от влаги и пыли;
  • магниевый анод;
  • термоизоляция накопительного бака.

Преимущества и недостатки есть у нагревателей воды с ТЭНом как «мокрого», так и «сухого» типа. Покупать оборудование с «сухим» ТЭНом более надежно, так как для него характерно продолжительное время эксплуатации, устройство не зависит от качества воды и устойчиво к коррозии.

Выбирать устройства премиум-класса необязательно, можно приобрести приборы менее известного производителя. Самое важное — регулярно осматривать нагреватели и своевременно диагностировать неполадки.