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

Тэновые электрические котлы: описание, принцип работы

Вступление

Продолжая тему электрических котлов отопления, сегодня поговорим про котлы называемые тэновые. Нагревающий элемент таких котлов ТЭН – трубчатый нагреватель, самый простой пример, которых можно увидеть в электрическом чайнике.

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.

Циркуляция теплоносителя в ТЭН котлах

Благодаря несложному принципу работы, ТЭН котлы можно использовать в системах отопления, как с естественной циркуляцией теплоносителя, так и с принудительной циркуляцией. В конструкциях некоторых моделей ТЭН котлов предусмотрен циркуляционный насос, «гоняющий» теплоноситель по системе.

Стоит отметить, что использование циркуляционного насоса, снижает энергопотребление котла при его работе.

Универсальность ТЭН котлов

ТЭН элементы само по себе неприхотливы из-за своей простоты конструкции. Поэтому, в отопительных системах, где используются ТЭН котлы, можно в качестве теплоносителя применять не только воду, но и незамерзающие жидкости.

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.

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.

Производители ТЭН котлов

В России наиболее популярны ТЭНкотлы:

• Buderus Logamax,
• Vaillant eloBLOCK,
• MORA TOPElectra,
• Теплотех ЭВП.

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.

Индукционный котел, электродный, теновый – какой выбрать

Сейчас несложно приобрести несколько видов котлов, работающих на электричестве. Разновидности называются так – индукционный, электродный, теновый. Названия происходят от применяемого принципа преобразования электричества в тепловую энергию.

Но владельцу дома нужен лишь один электрокотел, который предстоит выбрать из этой троицы.
Какой из них окажется лучшим по эксплуатационным качествам?

Тем более нужно разобраться в этом вопросе потому, что реклама зачастую навязывает мнение далекое от реалий. Приводящее к значительным денежным, и не только, потерям. Лишь в процессе эксплуатации, когда уже поздно что-то менять, владелец отопления начинает сначала подозревать… В чем же в основном ошибаются, и какой из них выбрать…

Как используют электрокотел

Наличие котла, работающего на электричестве, сейчас уже скорее признак нормальной отопительной системы частного дома. Ведь электрокотел – лучший резерв для основного котла.

Кроме того, он самый удобный при использовании – не о чем беспокоится, и поэтому не редко выступает и главным теплогенератором, не смотря на дороговизну электричества.

А если имеется возможность суточного перехода на ночной тариф – то используется регулярно…

Электрокотлы любого вида – индукционный, электродный или теновый сходны в том, что их нужно подключить соответствующим кабелем через дифференциальный автомат к электроснабжению. Обвязка и схема включения в отопительную сеть будет полностью зависеть от комплектации самого котла.

Что применяют наиболее часто

Подавляющее большинство используемых котлов – теновые. Их выпускают все ведущие производители отопительного оборудования.

Теплоноситель нагревается обычным ТЭНом – тонкой изогнутой медной трубкой, внутри которой находится нагревающая спираль. Таких тенов в котле несколько.

Как правило, в виде электрокотла в продаже находятся готовые миникотельные. Внутри агрегатов имеется управление бойлером на основе трехходового клапана, насос, группа безопасности включающая манометр, воздухоотводчик, предохранительный клапан. А также часто присутствует и небольшой расширительный бак. Автоматика – на мировом уровне, включающая погодозависимое управление, подключение других датчиков, а также всевозможное программирование.

Стоимость — среднего уровня, чаще в пределах 20 – 30 тыс руб.

Как обслуживается теновый котел

Сами тены и бак в котором они располагаются ценятся не дорого. Замена тена – копейки. Но стоит учитывать, что на практике такие устройства от известных производителей практически не выходят со строя, — никто из монтажников не может припомнить, когда доводилось менять тен Bosch или Gorenje…

Из строя выходят китайские подделки в дешевых бойлерах – отсюда и мнение что нагреватель может перегореть…. Но даже если такое случится раз в 20 лет при постоянной работе, то сам котел не прекратит работы, так как там несколько устройств, а автоматика укажет на неисправность.

Теновые котлы практически не требуют ухода вовсе. Их надежность очень высокая. Отсюда и широкое применение, как минимум, в качестве резерва.

Может электроконвекторы?

В тему выбора котлов может вмешаться идея «выбрать электрический конвектор», – тогда не нужны ни трубы, ни жидкость с радиаторами. Зачем нужен электрокотел если можно обойтись электроконвекторами?

• Под электроконвектора нужна отдельная мощная электросеть, которую предстоит смонтировать по дому с соответствующими защитами, — дифференциальным автоматом на каждой ответвление. Если делать скрытую разводку, то она не будет дешевле труб.
• Электрокотел обладает функциями автоматизации, в том числе и управления дистанционного. Управление по СМС сообщениям всей сетью конвекторов, или программирование их по времени, значительно удорожит систему. В целом же управлять каждым конвектором не так удобно, как одним котлом.
• Мощная дополнительная электроразводка в доме является источником электромагнитного излучения, что в целом не одобряется….

Специалисты склоняются к мнению, что если требуется отопительных приборов 5 штук и меньше, то целесообразней установить отдельные электронвектора под окнами. А для большого дома однозначно выгоднее выбор электрокотла с водяными радиаторами.

Электродные котлы

Многие создавали электродный нагрев воды в походных условиях, когда не было кипятильника. Если два лезвия подключить к сети 220В, и расположить на близком расстоянии, заложив между ними спички, то в воде возникнет электрический ток. Мощность нагрева сопоставима с кипятильником – 1,5 – 3,0 кВт. Она будет зависеть от качеств воды, от количества растворенных в ней солей, наличия ионов, т.е. от ее электропроводимости.

По этому принципу работает и электродный котел – электроток возникает между двумя электродами. Теплоноситель греется проходящим через него электротоком.

Устройство, как и в случае с тенами, компактное и дешевое. Но на этом достоинства заканчиваются. Мировые производители такие игрушки для домашнего использования не выпускают.

В чем сложности с электродным нагревом

Отсутствие стабильности в работе, определенной мощности нагрева – главный недостаток этих агрегатов. Мощность полностью будет зависеть от качеств теплоносителя. Разные рекомендации по добавлению солей и прилагаемые пробники лишь прибавляют хлопот. Нужно следить за качеством воды, а результат этого какой-то непредсказуемый. Как известно, залитая вода постепенно отдает примеси, которые реагируют с системой, после чего нужны добавки, чтобы котел не терял мощность…

Требования по наличию каких-либо солей в воде, к тому же находится в противоречии с требованиями к теплоносителю в части не агрессивности к деталям системы. Что вообще производителями замалчивается….

У «гаражных производителей» отсутствие нормальной комплектации защитами, автоматизации, как у мировых брендов, или не дает возможности вовсе сделать современное отопление, либо требует навески всего этого вокруг, что обойдет дороже, и будет не надежно…

Примерные оценки производства и продажи электродных котлов – тысячи штук. По сравнению с теновыми, которых сотни миллионов – ничто. Это лишь подтверждает, что данный проект на сегодняшний день – эксперимент и рекламный трюк.

Индукционный нагрев

Переменный электрический ток проходящий через катушку создает вокруг нее значительное электромагнитное поле. Во вставленном в нее сердечнике будут наводится токи и он начнет грется. Если вставить другую катушку – получим трансформатор – с нее можно снять напряжение и мощность.

Если вставить в катушку бак из специального сплава с теплоностиелем, то все будет разогреваться – получим индукционный котел, — стенки бака (сердечник) разогреваются от токов, возникающих в наведенном электромагнитном поле.

Здесь рабочий элемент – катушка, нагревательный – сам бак, возможно с какими-то вставками….

Все эти сложности влекут и недостатки конструкции.

Почему индукционный котел не применяется

Катушка, которая реализует мощность 10 – 25 кВт с медной проволокой – просто дорогая. И тяжелая. Сравним теновый котел от производителя мирового уровня с индукционным от «гаражного кооператива» (одинаковой мощности).

Оказывается, что индукционный в два раза дороже. А также в 2 – 3 раза тяжелее. При этом в нем нет таких важнейших вещей как управление бойлером косвенного нагрева, и сложных автоматические фукций автоматики. Автоматика его простейшая. Если бы это присутствовало, цена оказалась бы уже неприлично большой. Фактически он был бы не продаваемым.

Что же умудряются делать продавцы, чтобы продать индукционный котел?

Реклама, которая наносит вред

Вся популярность индукционных и электродных котлов опирается на некие рекламные ходы, в которых правду найти сложно. Что обычно заявляют?

• «В индукционном котле (в электродном) КПД намного больше», «больше на 20%», «больше в 2 раза» — эти заявления полный обман. Во всех электрических котлах КПД примерно одинаков, приближается к 100%.
• «Теновый котел со временем теряет мощность, так как тены зарастают отложениями.»
  Получается, что потребленная электроэнергия не меняется, а отдача тепла уменьшается? А куда девается энергия? Если она не отдается в окружающую среду, тен немедленно перегорит. Так и происходит, если этот нагреватель вынуть из воды, то он в секунды перегреется и перегорит. Из-за отложений температура самого прибора может повышаться в пределах, заложенных производителем. Но, естественно, что количество переданной воде энергии (мощность) остается на прежнем уровне. Такими заявлениями на уровне двоечника по физике из 6 класса, продавцы пытаются «нагнать туман», ввести в заблуждение…
• «Теновые котлы не надежные – нагреватели горят.»
  Насчет надежности было сказано выше – даже выход копеечного тена (который легко заменить) – крайняя редкость. Что не скажешь о катушке индуктивности. А зачем вообще сравнивать качество соединений у европейских производителей и у гаражного кооператива?
• Набор выражений лишенных технического смысла, с подменой понятий, включением характеристики «эффективность», например….

Можно найти и еще массу примеров по продвижению на рынке индукционных, водородных, электродных, пиролизных и иных изделий, которые рассчитаны скорее на тягу потребителя к новшествам. Но то, что при этом потребитель, в погоне за вечным двигателем, не получит результат, к которому стремился, – об этом замалчивается…