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

Печи с водяным контуром: экономичный и эффективный способ отопления дома или дачи

Несмотря на заявленную государственную программу по газификации каждого дома, далеко не все жители нашей страны имеют возможность использовать голубое топливо. Ну а там, где нет газа, используют как правило дрова. Однако у дровяных печей есть большой недостаток — они обогревают лишь то помещение, в котором стоят. Появление печей с водяной рубашкой должно было решить эту проблему. Но могут ли такие устройства протопить целый дом и стать основным источником отопления?

Печь с водяным контуром или водяной рубашкой представляет собой нечто среднее между камином и водогрейным котлом. При этом от обычной «буржуйки» его отличает лишь наличие теплообменника. Производители выполняют его, как правило, в виде змеевика и располагают над топочной камерой. Каким же образом происходит обогрев?

Принцип действия довольно прост. Теплоноситель (вода, реже — антифриз) нагревается в теплообменнике и по трубам поступает к радиаторам. Остывая, жидкость возвращается к печи, и процесс повторяется снова.

Печь может иметь два теплообменника, один из которых отвечает за отопление, другой — за приготовление горячей воды для системы ГВС

В чем же преимущества данного вида обогрева? И в чем недостатки? Начнем с главного — с КПД. Он составляет 75-85%. Таким образом, печь с теплообменником уступает газовому (до 98%) и дизельному (до 95%) котлам. Но на практике эта разница практически незаметна.

Очевидное преимущество печей с водяной рубашкой в том, что они обходятся относительно недорого. Например, стальная топка с водяной рубашкой «Эльба Аква 800Ш» от российского производителя «Мета» стоит всего в 65 000 руб. Конечно, облицовка тоже потребуют вложений, и все же по сравнению с твердотопливным котлом это выгоднее. А компания ABX предлагает модель Helvetia KP Kaf с керамической облицовкой за 150 000 руб.

Впрочем, не обязательно покупать готовую печь, ее можно сложить из жаропрочного кирпича и сделать теплообменник из чугунных труб. Получится надежная и долговечная конструкция, срок жизни которой будет исчисляться десятилетиями. Автору статьи известен пример безотказно действующей системы, которая обогревает дом уже более 60 лет.

Есть и еще один немаловажный момент. Если котлы требуют специально оборудованного технического помещения, то печь с водяным контуром можно установить в любой комнате, где есть хотя бы одно открывающееся окно.

Многие используют печь с теплообменником как основной источник тепла, но иногда она становится «запасным вариантом», выступая помощником для того же котла. Это помогает экономить дорогой по сравнению с дровами газ. Переключение между отопительными устройствами осуществляется при помощи крана.

Печь с водяным контуром — прекрасный вариант для небольшого дома совокупной площадью 100–120 м². В этом случае можно установить открытую систему отопления с негерметичным баком, требующим регулярного пополнения испаряющейся жидкости. Теплоноситель будет течь по трубам естественным образом: горячая вода, как менее плотная, поднимается, на ее место поступает более тяжелая холодная, и так круг за кругом.

У такого обогрева есть огромное преимущество — он не требует насоса, а значит, электроэнергии. Недостаток же состоит в ограниченной площади обогрева и невозможности подать теплоноситель в помещения, расположенные ниже водогрейного устройства.

Для дома в два этажа и выше потребуется создание системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. В этом случае обогреваемая площадь будет ограничена лишь мощностью каминной топки

Компоненты системы

Печь с теплообменником имеет закрытую топку, которая может быть выполнена из чугуна или стали. Чугун — материал долговечный, способный долго удерживать тепло, но при этом тяжелый и довольно дорогой. Сталь легче и дешевле, но срок ее жизни исчисляется годами, а не десятилетиями. Все это справедливо и для теплообменника.

Мощность печи напрямую зависит от размера топочной камеры. Чем больше топлива в нее помещается, тем сильнее будет теплоотдача

Мощность устройства выбирают, исходя из отапливаемой площади. Для приблизительного подсчета можно опираться на следующую таблицу .

Есть и еще один способ определения мощности отопительного устройства. На обогрев 10 м² помещения с высотой потолка до 3 м нужно не менее 1 кВт тепловой энергии. Но и это не самая точная формула. Чтобы не переплачивать за отопление, разумнее будет пригласить специалистов, которые определят теплопотери дома при помощи тепловизора и выведут оптимальные цифры.

Важнейшая (и обязательная) составляющая любой системы — расширительный бак. Он выполняет защитные функции: поддерживает в системе отопления стабильное давление, компенсирует колебания уровня жидкости и проч. Если отопительный контур закрытый, устройство можно поставить где угодно. Если открытый — в самой высокой точке контура, например, в мансарде или на чердаке. Что же касается труб, для понижения гидравлического сопротивления системы и нормальной циркуляции жидкости их диаметр должен составлять 1½–2″. Крайне важно, чтобы отопительная система включала в себя так называемую группу безопасности — манометр, предохранительный клапан для сброса избыточного давления и автоматический воздухоотводчик , который выпускает скапливающиеся в трубах газы, из-за которых возникают воздушные пробки. Также в систему входят разводные коллекторы, клапаны и термостаты . По сути, это стандартный водяной обогрев, только «сердцем» его является печь с водяным контуром, а не котел.

Особое внимание следует уделить выбору теплоносителя. В домах постоянного проживания как правило используют специально очищенную воду. А вот на даче, которую посещают от случая к случаю, по трубам стоит пустить специальный антифриз, предназначенный для отопительных систем. Это поможет избежать промерзания во время сильных холодов, когда хозяев нет на месте, и они не могут быстро исправить ситуацию.

Чтобы минимизировать риск промерзания труб, вместе с печью можно установить электрокотел, который будет поддерживать температуру в пределах +5-8ºС.

Управление и безопасность

Основной вопрос, возникающий у пользователя при вводе системы в эксплуатацию: как регулировать температуру? Проще всего делать это при помощи воздушной заслонки. Чем больше кислорода поступает в топку — тем жарче пламя. И наоборот. Также можно использовать термогеруляторы, установленные на радиаторах отопления, которые ограничивают ток воды.

Что касается безопасности, то в наиболее совершенных (и дорогих) печах установлен датчик температуры, который механически опускает воздушную заслонку, если топка прогревается выше допустимых значений. Но в простых моделях такой опции нет, так что пользователю приходится самому следить за отопительным устройством. Впрочем, риск перегрева не так уж велик, если эксплуатировать печь правильно, не забивая топку дровами и регулярно производя чистку дымохода. Но есть и еще одна опасность — прекращение круговорота теплоносителя в системе. Это может случиться, например, из-за отключения электроэнергии, которая приводит к остановке насоса. В таком случае вода, замершая в трубках теплообменника, быстро нагревается до температуры кипения и превращается в пар. Какое-то время возросшее давление будет компенсировать расширительный бак, но, когда его возможности исчерпаются, трубы может попросту разорвать, и горячий пар будет выброшен в помещение. Поэтому еще раз напомним читателю о необходимости установки парового клапана, сбрасывающего избыток давления в системе. Это — необходимый компонент системы.

Очевидно, что работающую печь нельзя оставлять без присмотра. Это не котел, который моментально перекрывает доступ топлива к горелкам в случае аварии. Но если нужно ненадолго покинуть комнату, можно просто прикрыть воздушную заслонку. Тлеющего огонька будет достаточно, чтобы поддерживать работу системы, и при этом вода в теплообменнике не будет перегреваться.

Когда же дрова сгорят полностью, тепло будет сохраняться в доме еще около 12 часов. Таким образом, печь с водяной рубашкой достаточно топить всего два раза в сутки.