Отопление ТЭНами, как сделать, стоит ли использовать

ТЭН — электронагреватель жидкости в виде металлической трубки, внутри которой находится спираль. Конструкций, разновидностей множество. Нагреватели изготовляют и на крупный и на малых производствах.

Эти нагреватели массово устанавливаются, например, в электрических бойлерах и электрокотлах, поэтому производятся также известными производителями.

Но на любом рынке можно встретить ТЭНы предназначаются для установки в радиаторы отопления. Эти устройства изготовлены чаще в Польше, Украине, Китае. Они могут снабжаться встроенными термодатчиками, т.е. работать в полуавтоматическом режиме, отслеживая степень нагрева.

На основе таких электрических нагревателей, можно легко создать отопительный прибор своими руками. Чем и пользуются домашние мастера, конструируя простейший обогрев и «экономя» при этом, как они, думают, изрядные суммы денег.

Но так ли выгодно использовать ТЭНы?
Где обычно, в каких ситуациях, применяют эти электронагреватели воды? Как нужно устанавливать и применять ТЭНы…

Насколько большая выгода от ТЭНов

Если имеется старая батарея, то почему бы ее не превратить с помощью ТЭНа в систему отопления для небольшого подсобного помещения, — курятника, мастерской, гаража…

Существуют даже мифы, что тенами отапливать выгодно. Но «мечты разбиваются о суровую реальность», — электричеством отапливать дороже всего. Так как используется самый дорогой энергоноситель.

Неважно, имеется ли фирменный программируемый электрокотел, или установлена бочка с опущенным в нее на проволоке ТЭНом, — КПД подобных электронагревателей около 97%. А дальше платим по счетчику…

Обогреваться ночью

Но есть лазейка, — ночной дешевый тариф на электроэнергию. Узнать точно, о действующих тарифах и возможности подключения ночного, можно в местной электросети.

Правда и ночное электричество нельзя назвать дешевым, но в совокупности с показателем «Комфортность», ночное отопления становится весьма привлекательным для пользователя.
Какой вид топлива больше всего подходит для дома

Но цена на саму систему отопления с электрическим нагревом может значительно варьироваться.

Нагреватели в батареях

Когда в квартирах с центральным отоплением холодно, то отапливают дополнительно электричеством, а также газовой кухонной плитой или колонкой.

Вот тут и применяется парочка тяжелых чугунных батарей с ТЭНами. По сравнению с фирменными электроконвекторами они обладают гораздо большей теплоемкостью, поэтому их можно отключать на дольше и не следить за их работой. Но и нагрев соответственно продолжительнее.

Такие радиаторы умельцы устанавливают в основном в гаражах, где любят проводить время. Или, например, для обогрева животных в морозы на небольших фермах.

Оборудование систем отопления

Бывает, что на дачке, в гараже и т.п. имеются остатки былой системы отопления, например, пару батарей со стальными трубами. Вернуть систему к жизни проще всего, вставив в нее электрические нагреватели….

Но ТЭНы могут создавать и вспомогательный подогрев в домашней системе отопления. Электрический обогрев отлично дополняет твердотопливный котел. Особенно ночью, с дешевым тарифом. И здесь «самодельное производство» также востребовано.

Если в достаточно большой металлической трубе закрепить пару тенов по 2 кВт, то получится 4-киловаттный электрокотел. Нюанс в том, что ночью его можно включать в маломощную сеть 220 В, так как другие потребители «спят», кроме холодильника, например.

Такое «творение», на практике, может стать основным отоплением в течении сезона в утепленном доме, если, конечно, применяется буферная емкость — теплоаккумулятор.
Как подключить теплоаккумулятор в систему

Какая мощность понадобится

В системе отопления целого дома лучше использовать 2-киловатные образцы электронагревателей.

Но в отдельных радиаторах самодельных регистрах, обрезках отопления в гаражах… применять слишком мощные ТЭНы нельзя.

Дело в том, что тепловое реле не может считаться надежной защитой. А доводить жидкость до температуры кипения, перегревать прибор свыше +75 градусов — опасно.

Следовательно, мощность тена не должна быть больше, чем тепловая мощность, отдаваемая прибором при +70 градусах. Это примерно 75% от паспортной мощности радиатора.

Одна секция и чугунного и алюминиевого радиаторов (500 мм между трубами) обладает мощностью теплоотдачи 170 Вт при 90 град жидкости и 20 град воздуха. При +70 град. нагрева — одна секция — 140 Вт, 7 секций — 1080 Вт, 10 секц. — 1400 Вт.
Таким образом, для радиатора из 7 секций мощность ТэНа не должна быт больше чем 1 кВт. А для радиатора из 10 секций — не больше 1,4 кВт.

Труднее обстоит дело с самодельными регистрами, — неизвестна их теплоотдача. Остается лишь начинать использовать наименее мощные нагреватели.

Какие тены для радиатора выбрать

ТЭНы для радиаторов сделаны на основе заглушки (основания) со стандартным диаметром резьбы 40 мм. Остается из радиатора выкрутить нижнюю пробку, на ее место вкрутить нагреватель.

О подборе этих нагревателей по мощности для радиаторов было сказано выше. Не стоит брать более мощный приборы, во избежание аварийных ситуаций. Не нужно перегревать радиатор, добиваясь большей теплоотдачи.

Но эти нагреватели различаются и по длине. Для отдельно стоящего радиатора, без движения жидкости, предпочтительней тены подлиннее. Тогда и прогрев будет более равномерным.

В проточном электрокотле другой приоритет подбора — меньшее гидравлическое сопротивление. Минимизировать влияние нагревателей путем удачного подвода трубок и конфигурации их расположения для домашнего умельца не проблема.

Производитель, — «китайцев», по прежнему, ругают больше всего, лучшими ТЭНами считаются местного разлива — российско-украинские.

Как применяются

ТЭНы могут включаться комнатным термостатом. Тогда они управляются по заданной температуре воздуха.

Но в большинстве случаев используют нагреватели со встроенными температурным реле, — нагрев по температуре теплоносителя.

Жидкость при нагреве расширяется. Нельзя отдельные радиаторы, и другие замкнутые системы отопления, заполнять жидкостью полностью. В системах отопления для компенсации расширения используется расширительный бак.
Расширительные баки для системы отопления

В случае с отдельным радиатором достаточно оставить не менее 10% внутреннего объема не заполненным, — заливать радиатор по верхнюю пробку.

Установка ТЭНа следующая. Система сливается, выкручивается пробка радиатора, вкручивается тен. При этом обычно используется лен со смазкой в качестве уплотнителя (металл-по металлу).

Нагреватель подключается к электросети в соответствии с ПУЭ, с соответствующей изоляцией контактов.

Масло не допустимо

Можно встретить рекомендации залить радиатор маслом, — якобы получится аналог «масляного нагревателя». Прежде чем следовать подобным советам, рекомендуется изучить опыт «пиротехника», который налил масло на картон, поджег, а затем пробовал потушить.
Маслонаполненные промышленные электроагрегаты (например, высоковольтные маслянные разъединители) эксплуатируются с особыми мерами пожарной безопасности.

Если система замораживается, необходимо использовать незамерзающие жидкости, для одного радиатора можно использовать тот же автомобильный Тосол. Горючие жидкости недопустимы.

Встречаются и другие нарушения.

Конструирование своими руками — выгодно?

Самостоятельное конструирование электрообогревательных приборов не приветствуется по соображениям безопасности.

Гораздо целесообразнее приобрести готовый электрический обогреватель для помещений, например, электроконвектор, отвечающий требованиям… За его эксплуатационные качества несет ответственность производитель.

Экономическая целесообразность в ТЭНах может возникнут, как говорилось, когда в наличии имеется «заброшенная» и «бесплатная» оболочка для него.

Но вопросы безопасности, на самом деле, гораздо важнее, чем выгода, получаемая подобным образом.
Сейчас это понимают чаще, потому ТЭНами интересуются все меньше.

К тому же, средний по площади дом выгоднее отапливать электрокотлом с водяными радиаторами, чем отдельными конвекторами. Далее по теме — выгодно ли отапливать конвекторами электрическими

Тэны для котлов отопления и радиаторов особенности

Устройство тэновых электрокотлов

Работа ТЭН котлов основана на прохождении теплоносителя через ёмкость с установленными трубчатыми нагревательными элементами. Благодаря высокому сопротивлению спирали внутри трубки, при прохождении по спирали тока выделяется повышенное количество тепловой энергии. Она и переходит в разогрев проходящего через ТЭНы теплоносителя.

Автоматика ТЭН котлов позволяет управлять их работой, контролем температуры и автоматическим включением и отключением.

Плюсы и минусы использования ТЭНов для отопления дома

Основной минус такого способа обогрева, как и в случае с прочими электроприборами, это стоимость эксплуатационных расходов. Электроэнергия по-прежнему самый дорогой источник тепла (если, конечно, у вас нет возможности использовать бесплатную энергию солнца или ветра, и вы подключены к магистральной электросети). Еще один минус – невозможность ремонта в случае выхода из строя спирали. Однако есть и некоторые положительные моменты, которые в некоторых случаях могут стать приоритетными.

• Экологичность отопительной системы. При использовании электронагревательных приборов нет нужды запасать и хранить какое-бы то ни было топливо, и нет вредных продуктов горения, которые попадают в окружающую среду;
• Возможность автономной установки отопительной системы при отсутствии доступа к другим тепловым ресурсам (например, газу);
• Малые габариты и большой выбор моделей по мощности и функционалу;
• Возможность автоматизации процесса отопления: установка ТЭНов с терморегулятором;
• Невысокие расходы на покупку и установку. Есть модели, стоимость на которые не превышает 1000 руб. А установку ТЭНов в радиаторы отопления можно произвести самостоятельно.

И напоследок несколько советов по самостоятельной установке трубчатых электронагревателей. Как же правильно врезать тэн в систему отопления? Прежде всего, нужно правильно выбрать модель, измерив диаметры радиаторов, куда предполагается устанавливать ТЭН и произведя расчеты мощности. Затем внимательно прочитать инструкцию к прибору, где должно быть указано требуется ли дополнительная герметизация или нет. Это один из важнейших моментов, поскольку контакт проводника с теплопроводящей жидкостью приведет к тому, что ваши радиаторы окажутся под напряжением, а это опасно для жильцов. Если производитель указывает на необходимость дополнительной герметизации, то ее обязательно нужно сделать. Кроме того, недопустимо использование приборов электрообогрева без заземления.

Расположение ТЭНов в чугунной батарее отопления

Установка ТЭНов в чугунные батареи отопления имеет ряд особенностей. Связаны они с диаметром патрубка и направлением резьбы. В целом порядок установки отопление ТЭНами в существующую систему таков: отключить систему отопления от источника тепла, слить воду, установить ТЭН, залить теплоноситель, проверить работоспособность системы. При использовании в системе радиаторов отопления ТЭНов с терморегуляторами необходимо также проверить их работоспособность после монтажа. Желательно также установить датчики воды и проверить углы наклона радиаторов. Поскольку воздушные пробки могут существенно повлиять на работу всей системы и вывести из строя ТЭН.

Недостатки ТЭН котлов

Косвенный нагрев теплоносителя в баке ТЭН котла, значительно увеличивает время её прогревания. На разогрев такого котла требуется более 10-15 минут.

Это субъективный недостаток, который великолепно компенсируется безопасностью и чистой работой ТЭН котлов.

Однако, из-за косвенного нагрева, 10-15% выделяемого ТЭНами тепла теряется еще на стадии прогрева. Это отрицательно влияет на эффективность подобных котлов.

Слабым местом ТЭН котла являются сами тэны. Находясь постоянно в агрессивной среде, они ржавеют, подвергаются корозии и отложению солей. Простой металлический тэн потребует замены через 5-6 лет.

Популярные модели электродных котлов

Галан – это одноконтурные напольные электродные котлы, предназначенные для эксплуатации в однофазной сети.

Галан Очаг

Рекомендуется для отопления небольших площадей (до 110 кв. м).

Мощность, кВт	2-6
Вес, кг	0,9-1,1
Длина, мм	275-335
Диаметр, мм	35
Площадь, кв.м	50-110
Необходимый объем теплоносителя, л	20-70

Средняя стоимость от 3600 руб. до 4000 руб., в зависимости от модели.

Преимущества: быстрый нагрев теплоносителя, экономия энергопотребления, низкая стоимость.

Недостатки: сложно подобрать требуемое удельное сопротивление теплоносителя, необходимость периодической очистки электродов.

Галан Гейзер

Серия котлов «Галан» среднего уровня, с площадью отопления до 200 кв.м.

Мощность, кВт	9/15
Вес, кг	5/5,3
Длина, мм	360/410
Диаметр, мм	130
Площадь, кв.м	120/200
Необходимый объем теплоносителя, л	50-200

Средняя стоимость от 6900 руб до 7300 руб.

Преимущества: Компактность, небольшая стоимость,

Недостатки: для эффективной работы котла желательна предварительная теплоизоляция помещения и точный теплорасчет необходимой мощности.

Типы ТЭН нагревателей

Однако, кроме металлических трубчатых тэнов, есть более дорогие и долговечные аналоги. На сегодня в продаже можно найти электрические котлы со следующими типами тэнов:

• Сплав металла с мельхиором и нихромом;
• ТЭНы из керамики;
• ТЭНы из композитных материалов.

Самый дорогой ТЭН керамический, имеет самый долгий срок эксплуатации.

Как выбрать нагревательные элементы отопления

ТЭН для отопления с пластинами

Как правильно выбрать тен для системы отопления? В настоящее время есть множество производителей, которые предлагают подобную продукцию. Однако не всегда и качество, и технические параметры соответствуют требуемым

Поэтому перед приобретением нужно обратить внимание на такие эксплуатационные характеристики нагревателя:

• Номинальная и максимальная мощность. Если необходим тэн в котел отопления — его мощности должно хватить для работы системы. Простейший способ расчета — на 10 м.кв. дома нужно 1 кВт тепловой энергии;
• Тип электросети. Для моделей с мощностью до 3 кВт можно использовать домашнюю сеть 220 в. Если же планируется монтаж тена для системы отопления большей мощности — следует провести трехфазную сеть 380 В. Это может быть связано с трудностями в оформлении документации;
• Наличие термостата. Для системы радиаторного электрического отопления это является основным фактором выбора. Если приобретать тен без возможности регулировки мощности — он будет постоянно работать на максимальном режиме. Таким образом резко повысятся затраты на электричество;
• Стоимость. Средняя цена 2-х кВт модели начинается от 900 рублей. Стоимость более мощных может составлять до 6000 рублей. Зачастую они изготавливаются под заказ.

Внешний вид нагревательного элемента также может повлиять на его работоспособность и КПД. Лучшим вариантом будет приобретение оребренного тэна в котел отопления. Он отличается от обычных тем, что на защитной оболочке располагаются дополнительные теплообменные пластины.

Благодаря им площадь нагрева увеличивается. Такая конструкция характерна для тэнов в радиаторы отопления большего диаметра. Отзывы о них говорят о повышенной теплоотдаче даже при минимальном режиме работы. Но не всегда их габаритные размеры дают возможность установки в батарею. Поэтому чаще всего приобретают простые нагреватели трубчатого типа. Для повышения КПД можно купить блок тэнов с терморегулятором. Он отличается от традиционных наличием нескольких нагревательных элементов на одной основе.

Пример ТЭН котла

Посмотрим пример популярного производителя ТЭН котлов завод Теплотех, котлы марки ЭВП (электро-водо-подогреватели).

Котел ЭВП-18М,380Вольт

Данный котел имеет мощность 18 кВт, чего достаточно для обогрева дома площадью 160 метров. Стоит котел 7800-7900 рублей. Высокая мощность котла обеспечивает возможность трехфазного питания. Однако это осложняет его подключение в загородных домах частных лиц.

• Данный котел имеет большой объем нагревательной колбы, что позволяет без возможного перегрева равномерно прогреть теплоноситель системы.
• В котле предусмотрено ступенчатое переключение мощностей. Управляется переключение тремя клавишами с контрольной индикаций включенной мощности.
• За температурой теплоносителя следит датчик температур.
• Есть возможность подключить датчик температур в комнатах и ограничить температуру прогрева помещений.

Термостат котла регулирует температуру теплоносителя в диапазоне от 0 до 85°С.

Расчет мощности приборов

Для того чтобы не переплачивать за электроэнергию и предотвратить аварийные ситуации необходимо перед установкой ТЭНов в систему отопления рассчитать необходимую мощность. И сделать это «на глазок» не получится. Расчеты производят исходя из того, что для обогрева 10 кв.м. помещения требуется 1 КВт тепловой энергии. Формула расчета мощности нагревательного прибора следующая:

где Pм – расчетная мощность, м- масса теплоносителя, Т1-начальная температура теплоносителя до нагрева, Т2- температура теплоносителя после нагрева и t-время, необходимое для нагрева системы до оптимальной температуры Т2.

Рассмотрим расчет мощности на примере алюминиевого радиатора в 6 секций. Объем теплоносителя такого радиатора около 3 литров (точно указано в паспорте модели). Допустим нам нужно нагреть радиатор, подсоединив тэн в батарею отопления, за 10 минут с 20 градусов до 80. Подставляем значения в формулу:

Рм=0.0066*3(80-20)/10 = 1,118 , то есть мощность ТЭНа должна быть около 1-1,2 КВт.

Установка ТЭНа производится в нижнюю секцию батарей отопления

Однако это действительно лишь в том случае, если в качестве теплоносителя используется вода. Если же необходимо произвести расчеты для масла или антифриза, то применяют поправочный коэффициент, который составляет около 1,5. Проще говоря, мощность ТЭНов для нагрева масляных обогревателей должна быть увеличена примерно в полтора раза. В противном случае увеличится расчетное время достижения оптимальной температуры.

Индукционные электрические котлы отопления

Работа этих электрических котлов отопления основана на физическом явлении – электромагнитной индукции. В качестве источника тепловой энергии здесь выступает катушка. На первичной обмотке возникает электродвижущая сила, воздействующая на ее внутреннею часть (вторичную обмотку). Она обеспечивает постоянный приток энергии, которая превращается в тепло и передается теплоносителю.

В результате того, что в качестве нагревателя выступает практически весь корпус электрического котла отопления, подогрев теплоносителя осуществляется максимально эффективно. При этом уменьшается вероятность возникновения накипи на внутренних элементах, что увеличивает срок службы котла.

Стоит отметить, что индукционный электрический котел отопления, цена которого не из дешевых, обладает солидным удельным весом, что вызывает определенные трудности при монтаже. К тому же, постоянный вибрационный шум может вызывать неприятные ощущения во время непосредственной близости к котлу.

Тэновые электрические котлы отопления

Тэновые системы являются традиционными и наиболее часто используемыми в отоплении частных домов. Электрический котел, цена которого невысока и доступна многим, отличается простотой конструкции. Наличие моделей с небольшой мощностью позволит установить тэновый котел на даче с маленькой жилой площадью без необходимости получения специальных разрешений.

Тэн представляет собой трубку, выполненную из металла или керамики, внутри которой заключен нагревательный элемент. Последний представляет собой нихромовую нить, выполненную в форме спирали. Между нагревателем и стенками корпуса тэна находится диэлектрик с хорошими теплопроводными свойствами. Подобная конструкция обеспечивает высокую безопасность эксплуатации и минимальную вероятность пробоя корпуса тэна.

Несмотря на свою доступность и неприхотливость в использовании, перед приобретением тэнового электрического котла отопления необходимо учитывать его недостатки:

• появление накипи на поверхности нагревательных элементов, снижающее их производительность;
• в случае возникновения воздушной подушки внутри емкости нагрева, тэны быстро перегорают и требую замены;
• повышенные требования к составу теплоносителя.

В ионных электрических котлах отопления нагрев теплоносителя происходит не за счет работы нагревательного элемента, а непосредственного воздействия на него. Процесс осуществляется путем воздействия на растворенные в воде ионы солей переменного электрического тока, вызывающего их колебания. В результате, высвобождается тепловая энергия, подогревая сам теплоноситель.

Преимуществом этих систем служат компактные габариты корпуса электрического котла отопления и возможность его установки в тех местах, где необходимо максимальное количество тепла. При этом процесс нагрева теплоносителя и регулировка его температуры осуществляется практически моментально. За счет отсутствия нагревателя как такового, ионным электрическим котлам не страшна накипь. Обратите внимание, что со временем электроды изнашиваются и требуют замены.