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.

Как выбрать тэновый котел для отопления частного дома?

2017-05-21 Евгений Фоменко

Как работает электро котел

Электрические котлы бывают нескольких видов:

• ТЭНовые – работают по принципу электрического чайника . Проходящий сквозь резервуар теплоноситель (вода или антифриз), нагревается, находящимся внутри него ТЭНом. Нагретый теплоноситель идет по трубам к радиаторам отопления, которые отдают полученное тепло помещению, нагревая воздух.

Обычно устанавливается от одного до трех ТЭНов. Их суммарная мощность и указывается на самом котле. Теплоноситель, используемый для отопления, например, частного дома, движется при помощи циркуляционных насосов.

В ТЭНовых нагревателях не стоит использовать проточную воду, так как бороться с неминуемо образовывающейся накипью будет сложно. Поэтому, рекомендуется использовать один и тот же теплоноситель, а «гонять» его по системе отопления при помощи насосов.

• Электродные – в них вода нагревается за счет того, что сквозь нее проходит электрический ток . Электроды постепенно растворяются и их необходимо периодически менять. Кроме того, воду в таких котлах можно использовать только ту, которая подходит под «питьевую» по ГОСТу.
  Электродный котел в системе отопления
• Индукционные – диэлектрическая трубка, снаружи которой намотан провод, а внутри находится сердечник. Создаваемое, проходящим по проводу электрическим током электромагнитное поле, заставляет двигаться молекулы в сердечнике, нагревая его .

Какой котел лучше – тэновый или электродный?

Выбирая между котлами, основанными на разных принципах действия, стоит обратить внимание на следующие характеристики:

• Энергоэффективность;
• Долговечность;
• Процесс нагрева воды.

Нельзя не отметить, что КПД при использовании ТЭНа, зачастую достигает 95-98%. То есть, электроэнергия, используемая для нагрева воздуха в помещении, используется почти без потерь.

Долговечность же, выражается в том, что на ТЭНах и стенках бака со временем образуется слой накипи, который может привести к поломке прибора. В качестве профилактики нужно регулярно очищать его.

Нагревание воды тоже происходит по-разному. ТЭНовые греют воду скачкообразно, поэтому требуемое значение достигается за 10-15 минут. Электродные же справляются с этой задачей быстрее, около одной минуты.

При этом, ТЭНовые, потребляют в два раза больше электричества, чем электродные. Таким образом, выбирая, какой котел лучше, следует отметить преимущества каждого. Электродные работаю долго, имеют небольшие размеры, более экономичны, отличаются повышенной пожарной безопасностью.

Тэновый котел Вулкан-турбо

Ответ на вопрос о том, сколько стоит ТЭНовый котел, однозначный — намного дешевле, остальных, Они работают с различными теплоносителями, но в них образуется накипь, что приводит к повышению потребления электроэнергии и в итоге, к поломке.

Если стоит вопрос как выбрать ТЭНовый котел, то решающее значение имеет цена и эффективность. Поскольку электроэнергия довольно дорога, то в качестве аварийного нагревателя вполне можно приобрести электродный, если позволяют средства.

В качестве постоянного нагревателя, выгодней купить ТЭНовый, который обойдется гораздо дешевле, а ремонт и замена его все-таки не так ударит по бюджету, как покупка нового электродного. К тому же, его под силу сделать самостоятельно, что не повлечет значительных финансовых затрат.

Делаем тэновый котел своими руками

Материалы

Чтобы сделать ТЭНовый котел своими руками, потребуется приобрести:

• Листовую сталь – около 2мм толщиной
• Стальную трубу – тут вариантов много, толщина ее зависит от диаметров, используемых в доме труб отопления. Длинна трубы составляет около полуметра
• Переходники – для того, чтобы соединить ГВС или систему отопления с котлом
• ТЭНы – обычно используют две штуки. Один меньшей мощности и обязательно с терморегулятором.

Инструменты

Из инструментов понадобятся:

• Сварочный аппарат
• Угловая шлифовальная машина (болгарка)
• Мультиметр
• Шлифовальная машина

Инструкция по изготовлению котла

1. Из заранее подготовленных труб нарезаем два патрубка – диаметром 40-50 миллиметров.
2. Трубка большого диаметра будет служить непосредственно баком . На противоположных ее концах, сбоку, рядом с ее краями, необходимо вырезать по одному отверстию, а края аккуратно обработать УШМ, удалив заусенцы и неровности.
   Самодельный тэновый котел
3. Подготовленные патрубки привариваем к вырезанным отверстиям . К ним впоследствии будет подключен контур системы отопления.
4. Из листа стали вырезаем два круга , диаметром чуть больше внешнего диаметра бака-трубы.
5. Привариваем первый круг к верхнему торцу трубы, а второй — к нижней . Предварительно, в первом круге вырезаем отверстие и привариваем в него гайку.

Ее размер должен соответствовать гайке ТЭНа с терморегулятором. После этого, ровно обрезаем болгаркой края кругов и тщательно шлифуем.

В днище делаем два отверстия , шлифуем и устанавливаем в них ТЭН.

Подключаем прибор к системе отопления через патрубки.

Монтируем второй ТЭН (у которого меньшая мощность), вкрутив его в гайку в верхнем торце котла.

Конструкция готова. Теперь осталось заполнить систему теплоносителем , подключить котел к электрической сети и ждать выхода на рабочую мощность.

После того, как нагреется система, нужно померить мультиметром температуру теплоносителя. Хорошо, если она будет около 70 градусов, не больше.

Мультиметр с функцией замера температуры

При необходимости, проведите регулировку, с помощью терморегулятора. Электрическую часть работы лучше поручить специалисту.

Но в любом случае, в электрическом щитке обязательно должны присутствовать:

• Автомат
• Пускатель магнитного типа
• Кнопки для управления котлом
• Реле и тумблер
• Предохранители
• Термодатчики

И конечно, электро котел необходимо обязательно заземлить. Подойдет металлический штырь, например, арматура и приваренный к нему железный болт. Эту конструкцию размещают под домом (или в другом удобном месте) и подключают к ней заземляющий провод, идущий от котла.

Уход за котлом и мелкий ремонт

За котлом, как и любым прибором, необходим уход и систематическая очистка. Периодически, при постоянном использовании, желательно один раз в год, вынимать ТЭН и очищать от образовавшейся накипи, как сам нагревательный элемент, так и бак изнутри.

Чтобы избежать частых ремонтов, рекомендуется использовать в системе отопления очищенную воду. Это достигается применением фильтров для воды. Регулярно следует проверять внешне прибор, на предмет наличия протекания.

При выходе из строя элемента нагревания – его следует заменить. Понять, что ТЭН испорчен легко, достаточно прозвонить ТЭН мультиметром. Испорченный нагревательный элемент крайне не рекомендуется использовать или пытаться починить самостоятельно.

Видео о выборе электрического котла:

Виды ТЭНовых котлов и принцип их работы: фото моделей

Рынок электрических устройств для нагрева воды разнообразен. Можно выбрать модели, подходящие под характеристики дома. Хотелось бы выделить ТЭНовые обогреватели.

Устройство тэновых электрокотлов, принцип работы

Электрокотел, оборудованный тэнами – устройство, имеющее теплообменники. В конструкцию входят элементы:

• В зависимости от модели, содержание нагревателей может быть от одного до нескольких.
• Блок с автоматикой. Функция блока — регулировка, нагрев теплового носителя.
• Может быть вмонтирован циркуляционный насос.
• Воздушный клапан.
• Встроенная расширительная емкость.

Внутренняя часть оборудования

Нагревательный элемент (ТЭН) — загнутая трубка. Внутренняя часть нагревателя содержит стержень, спираль накаливания.

Спираль, трубка — металлические, пространство между ними необходимо изолировать. Внутрь трубки, между спиралью и стенкой трубки, засыпается кварцевый песок. Обеспечивает хорошую изоляцию, теплопроводность. Концы трубок надежно герметизированы, исключает случайное попадание внутрь стержня воды.

Часто в качестве теплоносителя используют дистиллированную воду. Препятствует образованию накипи на нагревателях.

Можно применять водопроводную воду, но образование отложений неизбежно. Снижает коэффициент полезного действия прибора. Могут появиться поломки.

Выбирая котел для обогрева дачи, учитывайте устройство. Конструкция прибора должна быть простой, чтобы при неисправности, можно было добраться до любого элемента, заменить.

Циркуляция теплового носителя

Котел прост по конструкции, можно использовать различные типы циркуляции — с естественным движением теплоносителя, циркуляционным насосом.

На некоторых моделях обогревателей установлены циркуляционные насосы. Помогают разгонять теплоноситель по отопительной системе. Циркуляционный насос, применяемый в системе отопления, снижает нагрузку на котельное обрудование, энергопотребление оборудования снижается в несколько раз.

Универсальность ТЭН котлов

Можно использовать разные виды теплоносителя:

• Водопроводная вода, но повышается незащищенность прибора от образования накипи. Простая, неочищенная вода несет мусор, вызывающий поломки.
• Дистиллированная вода. Образование накипи исключено, жидкость не содержит соли тяжелых металлов, не способствует образованию наслоений. Исключено попадание мусора. Теплоноситель, способствует более длительной работе.
• Антифриз. Подходит для дач, частных домов. Используется в помещениях, где хозяева не живут постоянно. При отсутствии владельцев, в целях предотвращения замерзания системы, наполняют антифризом.

Дистиллированная вода, антифриз

Достоинства, недостатки ТЭН котлов

• Компактность. Аппарат можно разместить, не беспокоясь о месте установки.
• Доступность.
• Легкость монтажа. Установка занимает несколько часов.
• Приборы могут регулироваться. Возможна установка подходящей температуры.

• Оборудование подвержено частым поломкам. Нагревательный элемент — ТЭН (тепловой электрический нагреватель). Основная часть — трубка. Под воздействием нагрева может сломаться.

Конструкция

• Электрический прибор не устойчив к образованию накипи. Если в качестве теплоносителя используется жесткая вода, то прибор покрывается налетом. Пропускная способность тепла снижается, показатели температуры, установленные на датчике, будут отличаться от настоящих.

Оборудование имеет не много недостатков, в основном, они связаны с особенностями работы. Если следить за состоянием, применять только мягкую отстоянную воду, погрешности можно нивелировать.

В остальном — приличный вариант для обогрева дома. Отапливать можно небольшие помещения, объемные комнаты.

Типы ТЭН нагревателей

По конструкции, ТЭНы распределяются на две категории:

Одноконцевые нагреватели внешне напоминают электрические кипятильники. Распределение ТЭНов проводится на один бок.

Одноконцевой, двухконцевой

Кроме обычных трубчатых ТЭНов, есть более дорогие устройства, отличающиеся более прочными материалами. Приборы работают дольше. Типы электрических ТЭНов:

• Из сплава мельхиора и нихрома.
• Керамические.
• Из композитного материала.

Самый долговечный — нагреватель из керамики.

Производители

• Популярны котлы «Галан». Оборудование российского производства. Применяются комплектующие, которые поставляются из-за рубежа. Приборы обладают автоматическим управлением, доступные.
• «Невский». Применяют в закрытых отопительных системах. Автоматикой задаются необходимые температурные параметры, устройство обеспечивает комфортные условия. Когда установленная температура будет достигнута, прибор отключается до небольшого остывания. Котел от компании «Невский» имеет надежную сборку, комплектующие.
• Импортный производитель Dakon (Чехия). Агрегатов с нагревателями от компании Dakon, насчитывается около 30 моделей. Возможны модели с дополнительным оборудованием – циркуляционный насос, расширительный бачок.
• Котел Kospel (Польша). Применяется в одноконтурных системах отопления.

Сравнение индукционного и ТЭН котла с одинаковой мощностью

Для сравнения будут взяты две модели одинаковой мощности – 25 кВт.

• Цена индукционного – 85 тыс. Цена тэнового – 46 тыс. Цены указаны на период 2017 года.

Чтобы индукционный прибор можно было ввести в эксплуатацию, комплектуют следующими элементами:

Если сравнивать с тэновым котлом:

Оборудование

• Весит на 40 кг меньше.
• Электроника расположена внутри. Преимущество исключает необходимость дополнительного электрического щитка.
• Возможен автоматический выбор мощности, поддержание температуры. Индукционный прибор, не способен на это. Настройка производится вручную. Сказывается на максимальном потреблении мощности тэнового котла.

Недостаток, при переключениях котельного оборудования, будет вызывать моргание света.

• Контакторы, вмонтированные в индукционные приборы — мощные, при переключении, будут слышны громкие хлопки.

Проводя сравнение с тэновым аппаратом, имеет небольшой контактор, работа которого не вызовет раздражения, почти не слышна.

• Агрегат снабжен термозащитой. Следит, чтобы система не перегревалась, не охлаждалась.
• Можно увидеть датчик, определяющий низкое давление воды. Необходим для обнаружения утечек. У индукционных приборов наблюдается нагрев сердечника нагревателя, приведет к полной поломке устройства.

Какой лучше для дома?

Электрокотлы могут иметь встроенную панель управления, выносную.

• Панель встроенного характера включает термостат, выключатель питания. Располагаются на корпусе. Цена оборудования приемлема для покупателей со средним достатком.

Например, устройство Электромаш ЭВПМ-3 мощностью 3 кВт, обогревающее жилую площадь на 35 м 2 , стоит около 3000 рублей.

Имеет ограниченный функционал. Основано на возможности изменения температуры теплового носителя, запуске тэнового обогревателя.

Электромаш ЭВПМ-3 изнутри

• Аппараты, имеющие выносную панель управления, обладают большими возможностями. Минус — устройство, панель управления необходимо приобретать отдельно. Потребуется покупка установочного блока. Встречается, что оборудование полностью укомплектовывается, но чаще, приходится докупать дополнительные элементы.

Например, устройство ZOTA 12 Econom, обогревющее 120 м 2 , стоит в пределах 10 тысяч рублей, за дополнительную комплектацию в виде блока, панели управления, придется доплатить 5 тысяч рублей.

Небольшое заключение

При большом выборе тэнового котельного оборудования, особой разницы, какой из них выбрать, нет. По характеристикам, устройства, примерно на одном уровне. Предпочтительнее оборудование, чей сервисный центр ближе.