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

Обзор водонагревателей для отопления дома

В настоящее время ведется постоянная разработка новых систем отопления. Модернизация котла, улучшаются параметры радиаторов и труб. Однако наряду с новыми методиками поддержания комфортной температуры в жилом помещении разрабатываются альтернативные способы. Одним из них являются водонагреватели для отопления дома: проточные, электрически. На первый взгляд они предназначены только для обеспечения горячего водоснабжения. Но так ли это? Чтобы разобраться в этом вопросе необходимо проанализировать технические и эксплуатационные качества этих схем.

Принцип работы водонагревателя для отопления

Обычно бойлер используют только для горячего водоснабжения. Конструктивно он представляет собой емкость, внутри которой расположены нагревательные ТЭНы. При заполнении они нагревают жидкость до требуемого уровня. Затем через выпускной патрубок она поступает в сантехнические приборы — смесители на кухню, в ванной. Но помимо этого можно сделать и дополнительный контур для нагрева воздуха в комнатах.

Перед тем как использовать водонагреватель для отопления следует выполнить такие условия:

• Обеспечить циркуляцию жидкости в трубах. Если постоянно заполнять емкость проточной водой, скорость нагрева теплоносителя будет минимальной. Сделать замкнутый контур с циркуляцией;
• Установка необходимых элементов отопления — расширительного бака, насоса и запорной арматуры;
• Предусмотреть возможность пополнения теплоносителя из системы водоснабжения.

Но как из водонагревателя сделать отопление, если он конструктивно не предназначен для этого? Специфика проектирования и практической реализации этой задачи заключается в одновременном использование одной и той же воды для ГВС нагрева помещения. Поэтому, прежде всего, необходимо установить насос определенной мощности, который бы обеспечивал равномерное отопление водонагревателем путем постоянного движения жидкости в трубах. Затем следует сделать систему фильтрации. Вода до поступления в контур должна быть очищена, так как для проточной свойственно большое количество примесей, негативно влияющих на состояние труб и отопительных приборов.

Перед приобретением электрического водонагревателя необходимо выяснить – подходит ли он для отопления. Прежде всего это касается наличия удобного управления с возможностью оперативного регулирования уровня температуры в баке.

Стоит ли устанавливать водонагреватели от системы отопления, если есть специально разработанные для этого электрические котлы? Рассмотрим характеристики обеих систем.

Водонагреватель или электрический котел?

Идея использовать проточные водонагреватели для отопления возникла еще при появлении на рынке первый электрических бойлеров. Но чаще всего устанавливают электрические котлы, которые спроектированы именно для отопления. Выяснить актуальность установки проточных водонагревателей от системы отопления можно после сравнительного анализа этих устройств с котлами.

Важным показателем является КПД системы — отношение полученной тепловой энергии к затраченной. В этом плане электрические котлы намного эффективнее — у них этот показатель достигает значения 90%. В то же время большинство водонагреватели проточные электрические для отопления КПД не превышает 70%. Это связано со спецификой конструкций и методом повышения температуры теплоносителя. Далее следует учесть определенные эксплуатационные качества.

Использование проточного водонагревателя возможно только для закрытых систем с принудительной циркуляцией. Это объясняется спецификой работы устройства.

Методика нагрева воды водонагревателем

Современные электрические водонагреватели для отопления работают по тому же принципу что и бойлеры. Большая герметичная емкость заполняется водой, нагрев которой происходит с помощью электрических ТЭНов. При этом возникают теплопотери через корпус.

В котлах теплоноситель повышает температуру при прохождении через теплообменник со встроенным ТЭНом. Так как объем этой камеры относительно небольшой — нагрев происходит быстро. При этом тепловые потери минимальны. Также следует отметить, что в конструкции в большинстве случаев уже есть циркуляционный насос, расширительный бак и удобная система управления. Кроме последнего водонагреватели электрические для отопления типа ВЭО не имеют этих элементов.

Инертность нагрева

Скорость повышения температуры воды в трубах для электрических котлов достаточно высокая. Среднее время нагрева с 25 град до 60 составляет 15-20 мин в зависимости от объема системы. В этом плане отопление с помощью водонагревателя значительно уступает традиционному. Для того чтобы объем воды в бойлере емкостью 150 литров достиг нужного значения температуры необходимо ждать около часа. Основными критериями, влияющими на этот показатель, являются мощность ТЭНов, объем бака и всей системы в целом.

Однако когда электрический котел перестает работать — вода в трубах быстро остывает. В то же время в системе водонагревателя большой объем горячей жидкости находится в баке и потребуется несколько циклов циркуляции, чтобы она остыла. Т.е. в случае непредвиденного отключения электричества теплоноситель в бойлерной системе будет еще некоторое время горячим.

Резюмируя эти факторы можно определить основные условия использования электрического водонагревателя для отопления:

• Площадь отапливаемого помещения должна быть относительно небольшой. Это обусловлено соотношением 1 кВт тепловой энергии на 10 м.кв;
• Хорошее качество проточной воды для сохранения всех элементов отопления;
• Для наполнения бака необходимо создать такой же напор, как и в водопроводе — 4 атм. Это касается только тех случаев, когда устанавливается обычный бойлер не предназначенный для отопления из водонагревателя. В специализированных моделях значение минимального давления значительно ниже — от 1,5 атм.

Можно использовать электрический водонагреватель для отопления дома с небольшой площадью до 80 м.кв. Прежде всего это относится к дачным постройкам.

Вторым способом использования проточного водонагревателя для отопления является обустройство системы теплый пол. Но даже в этом случае необходимо внимательно ознакомиться со схемой подключения прибора к трубопроводу.

Бойлер косвенного нагрева

Приемлемой альтернативой вышеописанного метода обогрева помещений с помощью бойлера являются баки косвенного нагрева теплоносителя. По принципу работы они схожи с классическими, но за одним исключением — внутри располагается змеевидная трубка, подключаемая к системе отопления.

Но как можно использовать подобный водонагреватель для отопления? Во-первых, следует помнить, что он является лишь дополнительным источником нагрева теплоносителя. Основным же является котел любого типа. Для эффективной работы бойлера косвенного нагрева рекомендуется его установка перед входом обратной трубы в котел. Тепло от воды для ГВС будет передаваться теплоносителю в змеевике. Таким образом можно сделать оптимальным температурный режим работы системы.

Они отличаются от водонагревателей электрических для отопления типа ВЕО низкой эффективностью работы в качестве основного источника генерирования тепла. Но так можно уменьшить текущие затраты энергоносителя. При выборе бойлера косвенного нагрева рекомендуется обращать внимание на такие параметры.

• Объем емкости. От него зависит площадь соприкосновения горячей воды со змеевиком. Чем она больше — тем сильнее будет нагреваться теплоноситель. Оптимальный объем должен быть от 150 литров и более;
• Мощность ТЭНов. Напрямую влияет на скорость нагрева воды. В среднем на каждые 50 литров объема необходима мощность 2 кВт;
• Теплоизоляция корпуса. Для минимизации тепловых потерь лучше выбирать модели с двойной стенкой, внутри которой располагается утеплитель.

Однако при организации отопления с помощью водонагревателя подобного типа следует учитывать высокую стоимость.

Например, популярная модель Vaillant uniSTOR VIH R объемом 200 литров обойдется почти в 20 тыс. руб. Но это будет лучшим вариантом, нежели использовать обычный водонагреватель для отопления.

Проточный водонагреватель

Интересным решением для небольших площадей являются водонагреватели проточные электрические для отопления. В отличие от бойлеров они способны нагревать малый объем воды. Средняя производительность относительно мощной 2-х кВт модели составит 12 лит/мин при температуре теплоносителя 60 град.

Подобные конструкции чаще всего устанавливают на дачах, с непостоянным проживанием. Так как из водонагревателя можно сделать отопление, его нередко используют и по прямому назначению — обеспечение горячей водой. В таком случае система трубопроводов нагрева теплоносителя и ГВС является общей. Преимуществами установки проточного водонагревателя в качестве отопительного прибора являются:

• Небольшие размеры. Его можно поместить практически в любом месте кухни или ванной;
• Минимальный показатель инертности — время поднятия температуры воды в трубах невелико;
• Удобная регулировка температурных режимов, а также обязательно наличие системы отключения ТЭНов при отсутствии воды в трубах;
• Большой выбор моделей, отличающихся как по мощности, так и по стоимости.

Основным же недостатком проточного водонагревателя для систем отопления является большой расход электроэнергии. Его постоянное использование нецелесообразно, в качестве исключения он устанавливается как аварийный способ поддержания температуры воды в трубах.

Самостоятельное изготовление водонагревателя для отопления не рекомендуется. Это связано с обеспечением безопасности проживающих в доме людей.

Монтаж и выбору теплоносителя для водонагревателя

До того как сделать из водонагревателя отопление, необходимо рассчитать оптимальную мощность. В этом случае нельзя руководствоваться номинальной мощностью установки. Главным показателем является время нагрева воды до нужного температурного режима. В некоторых моделях он ограничивается 20-30 минутами, но для большинства составляет более часа.

При использовании обычного электрического водонагревателя для отопления дома рекомендуется воспользоваться следующими советами.

• Монтаж установки следует выполнять в теплом и сухом помещении. Таким образом можно минимизировать тепловые потери;
• Электропроводка должна быть рассчитана на максимальную нагрузку водонагревателя от системы отопления дома;
• В качестве теплоносителя рекомендуется использовать простую дистиллированную воду. По сравнению с антифризом обладает лучший теплоемкостью;
• Лучше всего приобретать модели с закрытым ТЭНом. Это предотвратит появление накипи на элементах нагрева.

По мнению большинства специалистов, оптимальным выбором являются водонагреватели электрического типа для отопления типа ВЭО. Важно правильно подобрать модель определенной мощности. При этом необходимо учитывать параметры основного котла отопления. В сумме они должны формировать оптимальную систему нагрева воздуха в доме.

В видеоматериале показан пример самостоятельной установки обычного бойлера в качестве основного отопительного прибора.