Что такое ТЭН: понятие, виды, назначение. Виды электрических ТЭНов для нагревателей

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

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 электронагреватели могут оборудоваться простейшей автоматикой, обеспечивающей устройству дополнительные функции.

К таковым относятся:

Терморегуляция. ТЕНы 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.

Варианты ТЭНов

Лучшие модели водонагревателей обязаны своим продуманным конструкциям электротэнов. К самым удачным конструкциям можно отнести бренды:

ТЭН Аристон. Итальянский концерн выпускает в основном элементы из нержавеющей стали с хромоникелевым составом и усиленной медной оболочкой. Латунный фланец повышает тепловую мощность до 1.5 кВт. Такие нагреватели устанавливаются в агрегатах от 50 до 100 литров. ТЭНы Аристон имеют цену по состоянию на 01.09.2019 года не более 2000 руб.
Горение. ТЭНы словенской компании трубчатого типа, с защитным покрытием из стекловидной глазури или стеклофарфора, аналогичного эмалевому покрытию внутренней поверхности емкости. Такая обработка помогает успешно бороться с появлением накипи, в связи с чем вода может безопасно нагревается до температуры 900C. Стоимость комплекта 2.4 кВт по состоянию на 01.09.2019 года — 7800 руб.

100 литровый водонагреватель

В марках Atlantic, Thermor Steatite Cube и VM объемом до 100 литров устанавливают керамический блок 2.100-2.500 кВт, который относится к «сухому» стеатитовому типу. Он выполнен из 2-х спиралей сопротивления, вложенных в специальные пазы керамических вставок. Они изготавливаются из высококачественных материалов на современном оборудовании, что создает ряд преимуществ по сравнению с обычными конструкциями:

Повышенная поверхность теплообмена;
защита керамического блока от накипеобразования;
долгий срок службы и хорошая ремонтопригодность.

Технические данные блока 2.100 кВт:

Количество керамических вставок — 7 ед;
диаметр вставок — 46.5 мм;
тепловая мощность — 2.100;
напряжение сети в устройствах, как круглой так ипрямоугольной формы бака — 220/230 В;
материал фланца — керамика;
размер фланца — 58.0 мм;
материал 2 вывода — М5 медь;
длина — 365.0 мм;
цена закомплект посостоянию на 01.09.2019 года — 2410 руб.

Этот керамический блок подходит для большинства котловых моделей DRAZICE и ATLANTIC.

80 литровый бойлер

Для объема бака 80 литров удачно применяются ТЕНы на водонагреватель с термостатом RCT 2500 Вт 70oС 60303, способные отключать агрегат при достижении температуры воды в баке при 70 С. Конструкция подключается к емкости одной прокладкой, резьбой 42 мм. Тип нагревателя «мокрый» материал — медь.

Характеристики модели:

Тепловая нагрузка — 2500 Вт;
параметры работы сети — 220/230 В;
материал/диаметр фланца — латунь/42.0 мм;
диаметр медной колбы — 8.5 мм;
длинна трубки — 275.0мм;
цена закомплект по состоянию на 01.09.2019 года — 2100 руб.

Модель может быть установлена для большинства моделей Ariston, Real, Thermex, «Электролюкс» с объемом емкости 80 литров

50 литровый подогреватель воды

Для этих типоразмеров бойлеров наиболее удачным считается сухой ТЭН Gorenje Electrolux, мощностью 900 Вт, гонконгской компании SKL Kaneta. Устройство сухого типа имеет фланец для подключения к корпусу аппарата с фиксирующим винтом. Обычно на фланце расположены две колбы — ТЭНа и термостата.

Технические данные:

Тип нагревателя — «сухой»;
тепловая мощность: 0.900 кВт;
длина элемента — 400.0 мм;
диаметр колбы — 12.0 мм;
диаметр фланца — 63 мм;
материал фланца — медь;
цена закомплект по состоянию на 1.09.2019 года — 960 руб.

Обратите внимание! Используются данный ТЭН исключительно для моделей Gorenje Electrolux Амина, Термекс, Гарантерм емкостью не выше 50 литров

30 литровый водонагреватель

ТЭН для бойлера на фланце D-63мм и мощностью 0.7 кВт производства компании Термекс предназначены для бытового и промышленного применения. Изготовлены из медной трубы на латунной гайке с гнездом под магниевый анод М4, его иногда могут комбинировать с другим более мощным элементом до 1.5 кВт.

Технические данные:

Тип нагревателя — «сухой»;
тепловая мощность — 0.700 кВт;
напряжение сети — 220/230 В;
материал фланца — латунь;
размер фланца — 63.0 мм;
материал ТЭНа — медь;
гнездо под магниевый анод — резьба М4;
длина — 180.0 мм;
цена закомплект по состоянию на 01.09.2019 года — 810 руб;
применение для бойлеров на 30 литров «Термекс» (Thermex), Амина, Гарантерм.

Советы по уходу за водонагревателем с сухим ТЭНом

Несмотря на то, что сухой ТЭН лучше, чем классический препятствует образованию накипи и коррозии, обслуживать его все равно придется. Производитель рекомендует чистить колбу, в которой находится спираль, и сам бак изнутри раз в 2-3 года. Эта процедура поможет продлить срок службы элемента.

Если вода в емкости перестала нагреваться, то проверить ТЭН можно самостоятельно. Для этого понадобится омметр.

К двум клеммам, к которым подводится питание, необходимо приложить щупы. На приборе должно появиться сопротивление детали (точную цифру можно узнать в его техпаспорте). Если на дисплее отображается ноль, это означает, что спираль оборвана и трубчатый электронагреватель надо заменить.

Чтобы в баке было меньше кальциевых образований и налета, в водопроводную систему рекомендуется поставить фильтр

Его картриджи важно своевременно менять

У водонагревателей с сухим и мокрым ТЭН большая разница в цене. Но срок службы устройств первого типа больше, а обслуживать его легче. Таким образом расхождение в стоимости получится компенсировать сэкономленными на обслуживании затратами.

Значение слова Тень по Ефремовой:

Тень — 1. Темное пространство, заставленное, отгороженное чем-л., куда не проникают лучи света. // перен. Тихое, укромное, незаметное, невидимое место. 2. Темное отражение, падающее на окружающую поверхность от той стороны предмета, которая не обращена к источнику света. // Изображение такого отсвета в живописи. 3. перен. Отражение какого-л. внутреннего состояния человека на его лице, в его глазах. 4. перен. След, отпечаток, пережиток чего-л. // Чей-л. образ, рисующийся в воображении. 5. перен. Слабый намек на что-л. 6. перен. Неотчетливое очертание фигуры человека. силуэт. 7. перен. Подозрение, вызывающее сомнение в чьей-л. добропорядочности.

1. Тот, кто постоянно бывает с кем-л., всюду следует за ним. 2. перен. Бледный, исхудавший, изможденный человек.

Радиаторное электрическое отопление дома

Схема установки ТЭНа в радиатор До того как врезать тэн в систему отопления, нужны параметры радиатора. Главным из них является диаметр соединительного патрубка. В настоящее время производители выпускают изделия с двумя типоразмерами – 1/2 и 3/4 дюйма. Затем проводится сравнительный анализ параметров отопления до и после установки нагревательного элемента.

Подключение ТЭНа к действующему отоплению

Если он будет использоваться как дополнительный способ нагрева воды – нужно учесть изменение гидравлического напора при прохождении через радиатор. Так как проходной диаметр в этом месяце системы будет меньше – рекомендуется установить насос большей мощности.

Нередко делают монтаж в старые чугунные батареи. Перед выполнением работ нужно сначала проверить направление резьбы патрубка (правое или левое) а также измерить его диаметр. Затем следует придерживаться такой схемы:

Слив теплоносителя. Выполнять монтаж тэна в радиатор отопления при наличии в нем воды запрещено;
Проверка уровня батареи. Даже при незначительном угле наклона значительно повышается вероятность образования воздушных пробок;
Установка нагревательного элемента в патрубок. Для герметизации отверстий необходимо использовать прилагающиеся к ТЭНу прокладки либо изготовить их самостоятельно;
Монтаж блока с терморегулятором, если таковой есть в комплекте.

Пример установки ТЭНа в чугунный радиатор После этого, необходимо заполнить систему водой. С помощью установленного крана Маевского удаляются возможные воздушные пробки. Перед включением для обеспечения безопасности с помощью тестера проверяется возможно возникшая цепь нагревательная спираль-батарея. Если она есть – нужно демонтировать тэн и установить его снова, улучшив герметизацию.

Радиаторный электрический обогрев

При организации отопления на тэнах, сделанного своими руками, монтаж трубопровода не обязателен. На каждый радиатор следует выполнить установку нагревательного элемента. При этом возможно монтировать различные по мощности модели в зависимости от теплового режима в конкретной комнате дома. Преимущества подобной системы заключаются в следующем:

Экономия на закупке материалов и уменьшение трудоемкости монтажных работ;
Если используется тэн с терморегулятором для отопления и подключенный к нему датчик температуры – регулировка степени нагрева комнаты будет выполняться автоматически;
Минимальная инерция нагрева системы.

Но все эти положительные качества может перекрыть общая стоимость обслуживания. Поэтому прежде чем делать отопление с помощью электрических тенов, нужно подсчитать не только стоимость закупки материалов и комплектующих, но и последующие затраты на электричество. Только после этого внедрять систему отопления такого типа.

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.

Диаметр трубок

У трубок диаметр может быть любым, но большое распространение нашли элементы, диаметр которых лежит в диапазоне 6-24 мм. Кроме того, что у изолятора должны быть высокие изоляционные свойства, необходимо, чтобы он эффективно передавал тепло от нагревательной спирали к трубке. А теперь поговорим о том, что такое ТЭН и как он работает.

Электропитание на ТЭН подается при помощи клемм, которые расположены на вставках с изоляторами. Клеммы могут располагаться как на одном конце, так и на обоих. Существуют разновидности трубчатых электронагревателей, которые оснащаются встроенной защитой в виде предохранителя. Как правило, такие элементы устанавливаются в посудомоечных или стиральных машинках.

Нюансы обслуживания воздушных ТЭНов

Хотя производители стремятся наделять трубчатые электронагреватели повышенными технико-физическими качествами защиты, долговечная эксплуатация приборов возможна только при соблюдении специальных мер по обслуживанию. С разной периодичностью в зависимости от условий эксплуатации требуется выполнение чистки рабочих поверхностей от загрязнений. Если применяется ТЭН гибкий воздушный, то может потребоваться и смазка защитными составами места интеграции элемента. Также перед самым первым сеансом применения нагревательное устройство необходимо избавить от консервационной смазки, которая может стать помехой теплоотдаче.

Использование ТЕНов

В последнее время все большее количество людей задумывается о возможности автономного отопления своего дома. С каждым годом стоимость традиционного отопления повышается, поэтому довольно часто с помощью автономной системы имеется шанс сэкономить. Также иногда просто отсутствует возможность подключения к центральной отопительной системе – особенно это касается дачных поселков. Единственный вариант обогревать дом в этом случае – установить отопительный котел. Наибольшей популярностью продолжают пользоваться твердотопливные и газовые котлы, но их использование тоже не всегда возможно – доступ к магистральному газопроводу есть не всегда.

Наилучшим выходом из таких ситуаций является установка электрического отопительного оборудования, поскольку электросети есть практически везде. Основной элемент любого такого отопительного устройства – ТЕН. От его типа в немалой степени зависит эффективность обогревательной системы. Обычно в бытовом отопительном оборудовании используются трубчатые ТЕНы, а также элементы с терморегулятором. Последние дают возможность регулировать работу системы отопления. Электрические отопительные системы очень удобны в эксплуатации: они не выделяют вредных веществ, так как не образуют продукты сгорания, не требуют установки в отдельном помещении, безопасны в использовании, легко монтируются и регулируются. Но все же при установке электрического отопительного оборудования сначала следует проверить, выдержит ли электросеть высокую нагрузку. Также нужно заранее приготовиться к тому, что за электричество придется платить немалые деньги.

Как заменить

Иногда проще потратить небольшую сумму и произвести замену, чем почистить трубчатый электронагреватель.

ТЭН для водонагревателя – это расходная деталь. Со временем может понадобиться его проверка или замена.

Поэтому отправляясь в магазин за новым приобретением, учтите следующие пункты:

Не надейтесь, что продавцы подберут верно нужную деталь только исходя из вашего словесного описания. Существует огромное множество нагревательных элементов, и если вы не будете иметь при себе технический паспорт водонагревательной конструкции, то попросту растеряетесь перед выбором.
Посмотрите, чтобы в комплект к трубчатому электронагревателю входил магниевый анод.

Обратное подключение ТЭНа в водонагревателе стоит проводить очень внимательно и аккуратно, чтобы не возникло лишних проблем в виде протечки конструкции.

В водонагревателях Термекс и Аристон

Много вопросов у владельцев возникает по поводу того, как снять, подключить, заменить ТЭН, как производятся эти работы в водонагревателях различных производителей, например, Аристон, Термекс. Какие они имеют особенности – об этом вы узнаете ниже.

Следуя инструкции, ревизию нужно проводить в обязательном порядке раз в год. Если же вода мягкая, можно ограничиться чисткой раз в три года. Если толщина налёта достигает один миллиметр, то расход электричества увеличивается на 10 %.

Собственно сам процесс у всех моделей мало чем отличается и проводится по одному шаблону.

Замена ТЭНов на водонагревателе Термекс проводится стандартным образом. Чтобы продлить срок эксплуатации трубчатого электронагревателя, устанавливают фильтр.

Замена ТЭНа в водонагревателе Thermex подробно показана в видео ниже.

Как и во всех других устройствах подобного типа, замена ТЭНа в водонагревателе Аристон начинается с разборки конструкции водонагревателя.

По стандартным пунктам выполняется очистка трубчатого электронагревателя, бойлера и других составных частей. Монтаж обязательно осуществляется по пунктам в обратном порядке.

Виды ТЭНов по принципу работы

Особенности открытых и закрытых нагревательных элементов понятны из названия. Первые не защищены от воды, вторые закрыты колбой. По-другому их называют мокрыми и сухими. Принцип их работы следует рассмотреть подробнее.

Мокрые

ТЭНы мокрого типа – трубчатые, непосредственно контактируют с водой и нагревают воду своей поверхностью. Срок их службы зависит от качества воды, ее жесткости, процентного содержания солей. Из-за воздействия этих факторов металл коррозирует, а на поверхности образуется известковый налет. Посредством установки магниевого анода процесс можно замедлить, поскольку элемент притягивает соли. Также для защиты водонагревательных трубок используют стекловидную эмаль.

Сухие

Сухой ТЭН представляет собой нагреватель, который помещен в колбу, заполненную вторым слоем керамической засыпки (первый слой заполняет пространство между нихромовой спиралью и трубкой, в которую она помещена). Водонепроницаемую оболочку делают из магниевого силиката или стеатита. Стеатит быстро нагревается и медленно остывает, имеет повышенную прочность и высокую термоустойчивость. Плюсов использования сухого ТЭНа в водонагревателе больше, чем минусов, и в частности для замены такого ТЭНа не нужно сливать из бойлера воду.

Водонагревательные устройства

Трубчатый электронагреватель — основной элемент конструкции бойлеров, благодаря которому обеспечивается нагрев воды в баке. В его работе использован общий для подобных устройств принцип — при прохождении электрического тока по нагревательному элементу выделяется тепло, которое передается рабочей среде.

Особенности конструкции

Трубчатые электронагреватели подразделяются на «мокрые», которые имеют контакт с рабочей средой, и «сухие», не соприкасающиеся с ней.

Первый вариант исполнения называется открытым и предусматривает в своей конструкции стальную или медную трубку, которая заполнена веществом с высокой теплопроводностью. Во внутренней части находится нихромовая спираль, обладающая отличными электротехническими свойствами.

Второй вариант — закрытый. В нем используется специальная колба с особыми свойствами. Она изготавливается из магниевого силиката или стеатита. В этом случае передача тепла рабочей среде осуществляется посредством этого кожуха, который имеет с ней непосредственный контакт.

Мокрые ТЭНы

Трубчатые электронагреватели этого типа различаются имеют различную конфигурацию и отличаются мощностью. В зависимости от конструкции они предусматривают гаечное или фланцевое крепление. Производители бойлеров могут использовать фланцы путем литья или штамповки.

Некоторые модели предусматривают крепление для анода. В более простых конструкциях анод не используется. Тип бака бойлера определяет форму трубчатого электронагревателя. ТЭН может быть прямым или гнутым под определенным углом. Материалом нагревательного элемента, как правило, служит сталь или медь.

Сухие ТЭНы

Конструкция представляет собой стержень определенной длины и диаметра. Это менее универсальные устройства, так как изготавливаются для определенной модели водонагревателя. Они обеспечивают быстрый нагрев воды и бесперебойной водоснабжение при возрастании водозабора.

Сравнение «мокрой» и «сухой» конструкций

При фланцевой установке контакт трубчатого электронагревателя с жидкостью неизбежен. В процессе эксплуатации на нем образуется накипь и ржавчина, что приводит к снижению эффективности работы прибора и увеличению потребления электроэнергии. Кроме того, нарушается теплоотвод от поверхности ТЭНа, что приводит к отклонению от нормы термических показателей. Совокупность этих факторов обуславливает быстрый износ устройства. Для увеличения срока службы выполняют мероприятия по сервисному обслуживанию, которые связаны с определенными трудностями, и требуют слива воды из бака.

Фланец и колба «сухого» ТЭНа представляет собой единую конструкцию. Благодаря специальному покрытию внутренней части фланца, обеспечивается надежная защита от развития коррозии и не допускается появление отложений. Для заполнения пространства между элементами устройства используется масло или песок. Масляный вариант обеспечивает высокую скорость нагрева воды в баке за счет большей теплопроводности масла по сравнению с воздухом. За счет этого снижаются затраты электроэнергии. Модели, в которых используется песок, облегчают конструкцию без снижения ее эффективности.

Безопасность эксплуатации «мокрых» трубчатых электронагревателей снижается по мере увеличения слоя отложений на нем. Накипь может стать причиной пробоя, вследствие которого возникает вероятность электрического удара. Закрытые модели исключают возникновение подобного явления. Керамика или стеклокерамика, используемая для изготовления колб, не создает условий для скопления отложений и не допускает перегрева устройства. При этом упрощается сервисное обслуживание ТЭНа, так как нет необходимости удалять воду из бака при выполнении этой операции.

Изделия сухого типа — компактные, поэтому имеется возможность установки в один бойлер двух нагревательных элементов. Это способствует увеличению надежности и срока эксплуатации водонагревателя, который составляет около 15 лет. При использовании «мокрых» нагревательных элементов срок службы не превышает 5 лет.

Виды ТЭНов для водонагревателей: сухой, медный, нержавейка и другие примеры

Виды ТЭНов

Дополнительные функции электронагревателей