Эффективны ли ТЭНы для котлов отопления, в чем состоят преимущества и недостатки их эксплуатации

ТЭНы представляют собой герметичный трубчатый электронагревательный прибор, из стали, титана или алюминия. Внутри этой трубки находится наполнитель, контактные стержни и расположена одна или несколько спиралей из металла (чаще нихрома) с высоким показателем удельного сопротивления.

Чтобы не возникало короткого замыкания, пространство между двумя металлическими элементами – трубкой и спиралью – заполняется кварцевым песком, оксидом магния или перипластом, который служит в роли диэлектрика и проводит тепло. В процессе прохождения тока, за счет содержания в составе спиралей никеля и хрома, изделие гальванизируется – становится прочнее и надежнее.

Виды устройств

По структуре различаются ТЭНы:

• гладкие, с ровной поверхностью трубчатого элемента, применяются для котлов отопления;
• оребренные, крепятся к трубке прижимными гайками и шайбами, а ребра изготовляются из металлической ленты и имеют перпендикулярные к оси стержня насечки, сам ТЭН выполнен из конструкционной стали или нержавейки, служит для нагрева воздуха и газа, часто используются в конвекторах и тепловых завесах.

По количеству подсоединений:

• Одноконцевые, у которых водные контакты располагаются с одной стороны, отдаленно их форма и структура напоминает кипятильник. Чаще используется как детали для электрических котлов, всегда нагреваются с одинаковой мощностью, их производством занимаются фирмы Zota, Эван, SINI и пр.;
• двухконцевые ТЭНы, где водные контакты вмонтированы с двух концов трубки.

В котле отопления устанавливают один, два, три и более ТЭНов (ступеней, блоков), что влияет на мощность устройства. Минимальная мощность одного ТЭНа составляет 1 кВт, максимальная зависит от заказчика и типа помещения, для которого устройство предназначено. Длина изделия варьируется в пределах 20-600 см, диаметр трубки составляет 6-18,5 мм. Подсоединяются к котлам отопления трубчатые элементы посредством резьбы, стационарных или разборных фланцев.

Отдельным типом считаются ТЭНы-блоки, которым соответствует маркировка ТЭНБ. Их производством занимается исключительно компания Zota, получившая патент и эксклюзивные права на массовую продажу.

Оребренный ТЭН с двумя концами

Инновационные типы ТЭНов

ТЭНовые блоки разработаны специально для котлов данной марки – модификаций Дымок-М, Карбон, Mix, Master, Pellet и Стаханов, и устанавливаются в качестве опции для увеличения автономного режима работы твердотопливного агрегата. Система ТЭНов включается автоматически после сгорания дров.

• ТЭНБ Zota одноконцевой, двухконцевой и блочный (состоит из трех трубчатых элементов, которые закручиваются в спираль);

Мощностной ряд блочного элемента составляет от 3 до 16,7 кВт, диаметр трубки от 7,4 до 13 мм, диаметр блока G1/G2 или G2, сверху оснащается полимерным колпаком, который защищает изделие от протечки и короткого замыкания, длина зависит от мощности изделия: ТЭНБ-3 обладает длиной в развернутом виде 336 мм, в спиралевидном – 274 мм, ТЭНБ-16,7 – 525 и 463 мм, соответственно;

• ТЭНБ 2” Zota представляет собой блочный нагревательный элемент с усиленной комплектацией.

В его устройство входит панель управления (ПУ ЭВТ-И1), датчики температуры теплоносителя и воздуха, соединительный медный кабель сечением 4мм² и длиной 2 м. Мощность варьируется от 3 до 15 кВт. Наличие ТЭНБ 2” позволяет настраивать температуру на всю ночь, защищать систему от перемерзания, экономить топливо и энергию.

Эти же устройства используются для котлов Zota Тополь-М и Magna. Устанавливаются вместо заглушки. Изготовляются из нержавеющей стали. В качестве теплоносителя для них использоваться и незамерзайка. Возможность котлов отопления марки Zota переходить на природный и сжиженный газ, использовать твердое топливо и ТЭНы обеспечивает максимальную энергонезависимость прибору и делает его самым приспособленным агрегатом к климатическим изменениям.

Назначение ТЭНов

По назначению различаются:

• ТЭНы с терморегулятором – используются для электрических котлов, они самые безопасные, поскольку защищены от перегрева;
• для водяного отопления – присутствуют в котлах с двумя контурами, нагревают воду, которая затем попадает в СО и в ГВС, к ним относится ТЭН Аристон, чьей отличительной чертой является латунное основание, реализуются в прямом для вертикальных, и изогнутом для горизонтальных бойлеров виде;
• для батареи – монтируются непосредственно в сам радиатор, изготовляются из нержавеющей стали, которая противостоит коррозии, монтаж осуществляется в вертикальном положении, бывают патронного, водяного и воздушного типа, последние используются для чугунных и стальных радиаторов;
• для котла отопления, которые служат для поддержания заданной температуры в промежутках между протапливанием помещений у газовых и твердотопливных котлов, такой тип комбинированных теплоносителей использует компания Zota.

Расположение ТЭНа в электрокотле

Особенности использования

• ступенчатое или блочное соединение ТЭНов экономит электроэнергию до 30%;
• мощность достаточна для нагрева не только СО, но и ГВС, поэтому ТЭНы подходят и для установки в двухконтурных котлах;
• не образуют вредных соединений или продуктов горения;
• компактные, поэтому и сами электрические котлы обладают маленьким весом и скромными габаритами;
• способны менять форму под действием высоких температур не теряя технических характеристик, поэтому придавать им определенные очертания можно своими руками, стандартная же температура нагрева ТЭНа в котле – 80 °C.

Подробная информация о характеристиках ТЭНов для отопления на видео ниже.

Недостатки

Несмотря на надежность устройства и его продуманную структуру, в процессе использования ТЭНы иногда возникают трудности.

• на них образуется накипь;
• есть сложности с регулировкой мощности – чтобы изменить температурные параметры, придется отключать все ТЭНы;
• во время чистки, демонтируя ТЭН, будьте предельно внимательным, чтобы не прикладывать к контактным стержням чрезмерное усилие, иначе вы нарушите непроницаемость наружного вывода.

Если в системе котла отсутствует вода – ТЭН моментально перегорает, поэтому во время приобретения прибора отдельного и уже встроенного в котел отопления проверьте наличие автоматических выключателей, свободен ли доступ к замене элемента на новый.

Накипь на поверхности ТЭНа

Использование дистиллированной жидкости позволит продлить срок годности ТЭНовых котлов и повысить их КПД. Достаточно установить фильтрационную станцию на входной группе. Важен плановый осмотр и чистка нагревательного элемента раз в полгода или перед каждым отопительным сезоном.

У компании Zota работают сервисные центы, которые производят чистку комплектующих и обеспечивают ремонт и замену на оригинальные детали.

Применение ТЭНов для отопления дома своими руками: монтаж в батареи, радиаторы и котлы

При поиске оптимальных схем отопления нередко забывают о проверенных способах поддержания комфортной температуры в доме. Наряду с традиционными твердотопливными котлами в некоторых случаях оптимально использовать тэны для отопления дома своими руками: батареи, радиаторы, котлы могут включает в себя этот нагревательный элемент. Однако перед тем как начать установку оборудования — необходимо взвесить все за и против.

Когда целесообразно использовать ТЭНы

Прежде всего следует уточнить, что самодельный тен для батареи отопления изготавливать не рекомендуется. Это связано с соблюдением техники безопасности эксплуатации. В подобных конструкциях сложно предотвратить короткое замыкание, когда электрический ток проникает в теплоноситель. Поэтому отопление на тэнах своими руками нужно делать только с применением заводских моделей.

Нагревательным элементом служит спираль из металла с высоким показателем электрического сопротивления. Она заключена в металлическую оболочку, которая заполнена маслом. Таким образом обеспечивается лучший коэффициент теплопередачи во время работы устройства. При подключении к электрической сети спираль начинает нагреваться, передавая тепловую энергию на поверхность оболочки. Она же, в свою очередь, является теплообменником между ТЭНом и водой.

Нагревательные тены для отопления актуально использовать в следующих случаях:

• Создание систем отопления без магистрали. Чтобы это сделать понадобится тэн для радиатора отопления с возможностью регулирования мощности;
• Входят в состав электрических котлов. Если заводские модели слишком дороги — можно сделать аналог своими руками. В качестве основного нагревательного прибора рекомендовано использовать специальный тэн для котла отопления. Он отличается повышенной мощностью, в большинстве случаев рассчитан на напряжение в сети 380 В;
• Для быстрого нагрева помещения. В отличие от твердотопливного для газового котла отопление электрическими тенами имеет минимальное время нагрева теплоносителя. Если необходимо в короткие сроки повысить температуру в комнате — лучше всего использовать этот тип отопления.

Помимо этого электрические нагревательные приборы имеют небольшие размеры. Они успешно интегрируются не только в котлы и радиаторы отопления, но и непосредственно в трубу. Благодаря этому уменьшаются габариты всей системы, что актуально для небольших домов и квартир. Недостатком отопления на тенах, изготовленными своими руками, можно отнести большие текущие расходы. При сравнительном анализе различных энергоносителей электричество окажется самым дорогим.

Действительно ли эффективно использовать тэны для радиаторов отопления? Отзывы содержат зачастую противоречивую информацию. В основном это связано со сроком службы нагревателя. Причиной этому является неправильный монтаж и эксплуатация устройства.

Врезку тэна в систему отопления можно осуществить своими силами. Зачастую производители прилагают к устройству инструкцию по монтажу.

Правила установки и эксплуатации ТЭН

Одним из главных параметров для каждого электроприбора является его номинальная мощность. Корректная установка тена в систему отопления осуществляется только после расчета этой величины. Для этого необходимо использовать простую формулу:

Р=0.0011*м(Тк-Тн)/Т

Где м – масса энергоносителя, кг, Тк и Тн – значение температуры воды после и до нагрева, Т – требуемое время повышения температуры до оптимальной Тк.

Для 6-ти секционного алюминиевого радиатора м будет равно 0,45*6=2,7 кг. Предположим, что Тк=80°С, а Тн=20°С. Время нагрева должно составлять 10 мин. В таком случае оптимальная мощность, которой должны обладать электрические тэны для радиаторов отопления будет составлять:

Р=0.066*2,7(80-20)/10=1,06 кВт

При этом учитывается, что теплоносителем является вода. С применением антифриза номинальная мощность тена для батареи отопления должна быть увеличена с поправкой 1,44 – 1,06*1,44=1,52 кВт.

Затем необходимо ознакомиться с правилами монтажа электрических тэнов для отопления дома.

Наружная оболочка должна всегда находиться в воде. Если этого не делать, тепло от спирали не будет компенсироваться низкой температурой воды. В результате ТЭН быстро выйдет из строя из-за перегрева. Поэтому тен для отопления дома монтируют в самой низкой точке радиатора. В таком случае он не будет находиться в возможной зоне формирования воздушных пробок.

Качество теплоносителя

Лучше всего использовать дистиллированную воду, так как она содержит минимальный % примесей. При нагреве они формируют на поверхности защитной оболочки слой накипи. Это приводит не только к потере эффективности работы устройства, но и является основной причиной коррозии.

Герметизация стыков

Во время установки тена в систему отопления нужно предварительно ознакомиться с инструкцией от производителя. Если в ней указано, что торцевые стыки электродов должны быть дополнительно герметизированы — это обязательно выполняется. В противном случае при попадании воды на поверхность нагревательной спирали повышается опасность для проживающих в доме. Ознакомившись с этими правилами можно приступать к установке тэна для отопления.

Не каждый тэн подходит для радиатора отопления. Следует выбирать только специальные модели с соответствующим монтажным диаметром.

Радиаторное электрическое отопление дома

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.

При подключении радиатора к системе установка тэна для отопления дома будет невозможна. Для этого необходимо либо изменить схему подсоединения на верхнюю, либо установить нагревательный элемент верхней части батареи, что не рекомендуется специалистами.

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.

Рекомендуется приобретать заводские радиаторы с установленными ТЭНами. Эффективность их работы выше чем у самодельных, так как в качестве теплоносителя используется специальное масло. Даже при выключенном нагревательном элементе она некоторое время будет отдавать тепло в помещение.

Электрокотел своими руками

Можно ли сделать котел, в котором используются электрические тены для отопления дома, самостоятельно? Для начала нужно ознакомиться с конструкцией заводских моделей.

Они состоят из блока с установленным нагревательным элементом, системы управления и безопасности. В отличие от традиционных котлов он отличается небольшими размерами и возможностью установки практически в любом месте системы. Для изготовления понадобятся следующие инструменты и материалы:

• Блок тэнов. Лучше всего использовать этот вид нагревателей, так как они имеют максимальную мощность;
• Термостат и температурный датчик;
• Стальной корпус, разделенный на две зоны. В одной будет располагаться электрический тэн с терморегулятором для отопления, а во второй устанавливается блок управления и защиты.

Так как тен в системе отопления должен постоянно находиться в воде — рекомендуется монтаж датчика уровня жидкости. Циркуляция жидкости происходит через входной и выходной патрубки. Для улучшения этого процесса предусмотрена колодка подключения циркуляционного насоса. Но следует отметить, что делать подобные котлы мощностью выше 9 кВтт для частного дома не рекомендуется. Это связано с максимальной нагрузкой на электросеть и большими накладными расходами.

Установленный дополнительный тэн с терморегулятором в отопление можно использовать как способ предотвращения замерзания теплоносителя. Для этого устройство может работать на минимальной мощности.

Как выбрать нагревательные элементы отопления

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.

Профилактика поломок ТЭНов

Даже после того, как удалось профессионально врезать тэн систем отопления нужно соблюдать правила эксплуатации. Сначала проверяется возможность электросети выдерживать максимальные нагрузки. Для этого необходимо суммировать всю мощность электроприборов в доме и к полученной цифре прибавить коэффициент 1,2 для запаса мощности. Сечение электропроводки должно выдержать расчетную мощность без перегрева или короткого замыкания.

Работа нагревательных элементов в приборе заключается в постепенном разрушении спирали нагрева. Поэтому тены, предназначенные для батарей отопления, должны иметь максимальный срок эксплуатации не менее 10 лет, что подтверждается производителем. Помимо этого нужно соблюдать такие правила:

• Не добавлять водопроводную воду в трубы или радиаторы отопления. Это может привести к образованию накипи на поверхности тэна. Используйте только дистиллированную воду;
• Монтаж УЗО (устройство защитного отключения) обязателен. К нему можно подключить один или несколько ТЭНов. При возникновении аварийной ситуации это устройство отключит электропитание;
• Частое включение выключение тена при отоплении дома снижает его срок эксплуатации;
• Если на поверхности батареи наблюдается статическое электричество — нужно срочно проверить герметичность нагревательного элемента;
• Монтаж тэна в котел отопления или радиатор без заземления запрещено.

Руководствуясь этими простыми рекомендациями можно сделать не только эффективную, но и безопасную систему отопления частного дома или квартиры с помощью электрических нагревательных приборов.

Нельзя устанавливать тен в систему отопления без предварительной проверки заземления. Для этого лучше всего воспользоваться услугами электролаборатории.

Сломался тэн в котле или бойлере

Несмотря на свою надежность, выход из строя отопления электрических тэнов довольно часто. Если это заводская модель — делать самостоятельный ремонт можно только в том случае, если есть уверенность в собственных силах. Лучше всего обратиться в специализированную компанию, так как помимо нагревательного элемента в процессе неквалифицированного ремонта можно повредить другие важные части системы.

Если же принято решение самостоятельно восстановить работоспособность котла — сначала нужно ознакомиться с его конструкцией. Для этого можно воспользоваться данными из паспорта или посмотреть данные на сайте производителя. Перед демонтажем нагревательного тена отопления нужно обеспечить устройство. Затем выполняется слив теплоносителя. Проверить работоспособность нагревателя можно с помощью индикатора. В паспорте должен указываться показатель сопротивления при замыкании цепи. Если показатели не совпадают с исходными — устанавливается новый ТЭН. Оптимальный вариант — монтаж аналогичного устройства от этого же производителя.

Перед тем как врезать тэн в систему отопления, нужно сделать хорошую теплоизоляцию в квартире или доме. Это уменьшит текущие затраты на электричество, что в свою очередь увеличит срок службы нагревательного элемента.

Для проверки работоспособности тэна рекомендуется ознакомиться с видеоматериалом.