ТЭНы для отопления: виды, принцип действия, правила подбора оборудования

Электрические ТЭНы десятилетиями не меняют свою конструкцию и остаются востребованными в отопительном оборудовании. Меняется форма этих приборов, конструктивные материалы, но остается неизменным принцип действия и эффективность. Для грамотного подбора пригодятся сведения об отличиях и характеристиках. Согласны?

Вы узнаете, что собой представляют и как действуют ТЭНы для отопления. Мы детально описали разновидности нагревательных элементов, привели бесспорные аргументы для обоснованного выбора оптимального типа. С учетом наших рекомендаций вы без ошибок приобретете требующийся прибор.

Предназначение отопительных ТЭНов

Электрические ТЭНы снискали популярность благодаря своей универсальности и высокому КПД. Вся потребляемая ими электроэнергия расходуется по прямому назначению – на обогрев окружающего пространства.

Основными отопительными приборами, где используются ТЭНы являются:

1. Переносные и стационарные масляные электрообогреватели.
2. Водяные радиаторы отопления.
3. Полотенцесушители для ванной.
4. Электрокамины.
5. Электроконвекторы.
6. Электрические котлы.

Указанное оборудование может использоваться в качестве основного или дополнительного источника обогрева. Стоит оно недорого, легко монтируется и не требует специальных навыков при эксплуатации.

Внутреннее устройство электронагревателей

Устройство удобно рассматривать на примере трубчатой модели. Электронагреватель представляет собой заполненную термопроводником керамическую или металлическую трубку с расположенной внутри спиралью. В месте фиксации трубки к фланцу находятся изолирующие втулки, которые делают невозможным контакт токопроводящей спирали с корпусом ТЭНа.

Крепится электронагреватель преимущественно фланцевым соединением, которое позволяет герметизировать внутреннюю среду отопительного прибора от внешнего пространства. Недостатком такой конструкции является невозможность замены спирали при её внутреннем перегорании.

Принцип работы нагревательных элементов

Работает ТЭН по следующему принципу. При подключении к сети происходит нагрев внутренней спирали и передача энергии термопроводнику и наружной оболочке. В дальнейшем тепло передается окружающей жидкости, воздуху или твердому материалу.

При нагревании ТЭНа, погруженного в масло или воду, вокруг трубки создаются конвекционные потоки, которые перемешивают теплоноситель и способствуют его равномерному нагреву.

В безжидкостных отопительных приборах температура нагрева обычно ограничена, чтобы не повредить окружающие детали и не спровоцировать пожар.

Для ускорения теплообмена в них часто используется вентилятор, который обеспечивает циркуляцию воздуха как внутри прибора, так и в окружающем его помещении.

Виды ТЭНов для отопительных приборов

Простота изготовления ТЭНов не всегда оборачивается удобством для пользователей. Многие производители выпускают электронагреватели со специфической формой и креплением. В случае поломки их довольно сложно купить в магазине. Поэтому для правильного выбора необходимо изучить все возможные конструктивные варианты.

Трубчатые модели для бытового отопления

Трубчатая конструкция электронагревателей является самой распространенной в мобильных масляных обогревателях, переносных и настенных электрических радиаторах. Передача тепла в них может происходить с помощью: конвекции, ИК-излучения или теплопроводности.

Форма и длина трубки в таких устройствах может быть любой и диктуется лишь конструктивными особенностями. К примеру, ТЭН микатремического обогревателя представляет собой змеевик, расположенный за минеральной пластиной. Нагреваясь, пластина излучает инфракрасное тепло.

Наиболее распространены такие его характеристики:

• диаметр – 5-18 мм;
• длина – 200-6000 мм;
• материал оболочки – сталь, нержавейка, керамика, медь;
• мощность – 0,3-2,5 кВт.

ТЭНы мощностью более 2,5 кВт в бытовых отопительных приборах не применяются, потому что квартирная проводка просто не выдержит большей нагрузки.

Оребренный вариант электронагревателей

Оребренные приборы представляют собой модификацию трубчатого ТЭНа. Их особенностью является наличие множества тонких стальных пластин, расположенных вдоль всей длины устройства. Такая конструкция резко увеличивает площадь контакта с окружающей средой, обеспечивая высокую скорость её нагрева.

Используются оребренные модели преимущественно в обогревателях для воздушного отопления. Они обеспечивают быстрое повышение температуры в помещении, особенно при наличии встроенного вентилятора.

Блочные конструкции ТЭНов

Блочный вариант представляет собой несколько совмещенных на базе единого крепления трубчатых нагревателей.

Такая конструкция используется при сочетании двух факторов:

1. Потребность в повышенной мощности прибора и высокой скорости нагрева рабочей среды.
2. Невозможность быстрой передачи тепловой энергии от спирали к окружающей среде из-за малой площади наружной оболочки.

Фактически в блочном ТЭНе снижается нагрузка на каждую нагревательную трубку и увеличивается скорость теплопередачи. Такие устройства входят в состав бытовых отопительных котлов и промышленных электронагревательных установок.

Мощность блочных моделей может составлять 5-10 кВт, поэтому при их размещении в квартире требуется протягивать в помещение дополнительный электрокабель.

Приборы патронного типа

Патронные ТЭНы имеют вид трубки с одним свободным концом, что обусловлено особенностью их установки. Наружная оболочка выполнена обычно из полированной стали, чтобы обеспечивать максимальный контакт с окружающим материалом. Такие трубки плотно вставляются в соответствующее отверстие отопительного прибора.

Фиксация патронных моделей производится преимущественно с помощью фланцевого соединения. Используются они обычно в промышленности для нагрева рабочих частей экструдеров.

Существуют и другие конструкционные виды ТЭНов, но они применяются в основном в промышленном производстве и не затрагивают рассматриваемую тему.

Дополнительные функции электронагревателей

Выше были рассмотрены простейшие конструкции приборов, которые не имеют каких-либо встроенных регулировочных механизмов.

Но электрические водонагреватели могут оборудоваться простейшей автоматикой, обеспечивающей устройству дополнительные функции.

К таковым относятся:

1. Терморегуляция. ТЭНы со встроенным терморегулятором для отопления имеют датчик температуры, который срабатывает при нагреве рабочей среды до определенного уровня. Регулировка электронагревателя происходит с наружной стороны фланца.
2. Антизамерзание. Эта функция обеспечивается упрощенным терморегулятором, который срабатывает только при понижении температуры до 0-2°C. Она препятствует замерзанию воды в трубах отопления, потребляя минимум электроэнергии.
3. Турбонагрев, который обеспечивает форсированный нагрев рабочей среды при первоначальном пуске оборудования. Необходимо помнить, что электропроводка помещения должна выдержать кратковременное повышение мощности.

Приборов, поддерживающих дополнительные функции, не так много, потому что зачастую регулирование работы отопительных приборов в целом производится с помощью отдельного блока автоматики.

Как выбрать ТЭН для отопительного оборудования?

Выбирая ТЭН для замены в водонагревателе или в радиаторе, необходимо обращать внимание на его мощность, конструкцию, длину трубки и наличие дополнительных возможностей. Поэтому перед покупкой необходимо узнать как можно больше обо всех его характеристиках.

Расчет мощности прибора

Большая мощность ТЭНа не всегда является положительным качеством.

При выборе важно учитывать несколько факторов, которые связаны с уровнем энергопотребления:

• предельная мощность теплоотдачи отопительного прибора в целом;
• возможности электропроводки;
• объем помещения.

Нельзя покупать устройство с мощностью, которая больше 75% максимального уровня теплоотдачи отопительного оборудования.

Например, имеется радиатор с 10 секциями, каждая из которых отдает воздуху 150 Вт тепла, всего 1,5 кВт. При установке в него электронагревателя с мощностью 2 кВт поверхность батареи не сможет быстро отдать всю образующуюся энергию. В результате ТЭН будет постоянно отключаться из-за перегревания.

В квартирах с изношенной проводкой постоянная нагрузка на розетку не должна превышать 1,5-2 кВт, иначе она может загореться и привести к печальным последствиям. Поэтому перед покупкой ТЭНа нужно проверить состояние проводки и при необходимости демонтировать старую и проложить новую электросеть.

Когда вопрос с электрикой и возможностями оборудования решен, можно приступать к расчету требуемой мощности для поддержания комфортной температуры в помещении.

В хорошо утепленных домах и квартирах будет достаточно уровня 40 Вт/м 3 . А при наличии щелей в окнах мощность обогрева должна быть увеличена до 60-80 Вт/м 3 . Покупать конкретную модель можно только после учета всех вышеописанных энергетических факторов.

Учет особенностей конструкции

Большинство ТЭНов отопления имеет оболочку из легированной стали, которая обеспечивает прочность и стойкость к коррозии. Медные устройства применяются преимущественно в нагревателях воды, хотя ограничений на их использование в самодельных радиаторах нет.

Также при выборе необходимо учитывать направление резьбы заглушки, которое может быть правым или левым. Разные модели электронагревателей отличаются и диаметром фланцев. Они могут иметь размер от 0,5 до 1,25 дюйма.

Обычно к ТЭНу хорошего производителя прилагается краткая инструкция, в которой описываются его конструкционные параметры. Их изучение поможет купить устройство, которое точно подойдет к имеющемуся отопительному оборудованию.

Длина нагревательной трубки

Протяженность трубки является одной из главных характеристик, которые определяют эффективность работы устройства.

Большая её длина при равной мощности приводит к увеличению площади поверхности электронагревателя и ускорению теплообмена с рабочей средой. Это положительно сказывается на долговечности ТЭНа и скорости циркуляции теплоносителя.

Желательно, чтобы трубка проходила по всей длине рабочей зоны отопительного прибора, не дотягиваясь до противоположной стенки на 6-10 см. Эта рекомендация позволит быстро и равномерно прогревать теплоноситель.

Наличие дополнительного функционала

Переплачивать за дополнительные возможности ТЭНов не всегда нужно. Если отопительный прибор используется в качестве вспомогательного и не имеет собственной встроенной автоматики, то покупка модели с термостатом имеет смысл.

Но при наличии в радиаторе или электроконвекторе собственных термодатчиков и механизмов контроля температуры дополнительные функции так и останутся невостребованными.

Поэтому приобретать дорогостоящие электронагреватели со встроенной автоматикой рекомендуется только при явной необходимости в таком оборудовании. При необходимости в индивудальном подборе температурного фона лучше купить терморегулятор в розетку, который можно использовать периодически.

Что касается производителей ТЭНов, то их выбор не принципиален. Основными поставщиками являются фирмы из России, Украины, Турции и Италии. Качество их продукции примерно одинаково, поэтому нет смысла переплачивать за бренд.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Практический обзор ТЭНов различных типов:

Видео #2. Обзор ТЭНа с терморегулятором:

Видео #3. Особенности блочного ТЭНа, используемого в отопительных электрокотлах отопления:

Покупка ТЭНа для отопительных приборов является непростой задачей. Для этого требуется четко знать характеристики оборудования, в которое встраивается электрический нагреватель. Поэтому останавливать свой выбор на конкретной модели нужно только после тщательного анализа её параметров.

Пишите, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, публикуйте фотоснимки по теме статьи в находящемся ниже блоке. Расскажите о том, как подбирали ТЭН для замены в электрокотле или в мобильном обогревателе. Поделитесь, что лично для вас стало решающим аргументом в выборе.

Монтаж ТЭНов в батареи отопления с терморегулятором

В зимний период тепло в квартире напрямую зависит от работы коммунальных служб. Если даже в лютые холода радиаторы в доме чуть теплые, имеет смысл взять обогрев жилых помещений в свои руки. Для этого можно установить специальный ТЭН для батареи отопления со встроенным терморегулятором. Монтаж этого устройства несложен, но лучше позаботиться об этом до начала отопительного сезона. Разберемся во всем по порядку.

Что такое электротэны

ТЭН – это трубчатый электрический нагреватель. По сути, это полая трубка, выполненная из нержавеющей или углеродистой стали. Внутри расположена проволочная спираль, которая отличается высоким показателем сопротивления. Для монтажа предусмотрена латунная гайка, которая вкручивается в отопительный прибор. ТЭН устанавливается в любые радиаторы, подходит как для старых чугунных батарей, так и для современных алюминиевых и биметаллических.

Оптимальным вариантом считается ТЭН, оснащенный терморегулятором. Это приспособление позволит контролировать температурный режим и убережет нагревательный элемент от перегрева. Учитывая, что прибор будет устанавливаться в радиатор отопления, роль теплоносителя исполнит вода.

Работают электрические ТЭНы довольно просто. После подключения к домашней сети спираль, установленная внутри трубки, начинает нагреваться, передавая энергию теплоносителю. Если устройство оборудовано терморегулятором, выставляется необходимый температурный режим. После того как батареи достигнут установленной температуры, электрическая цепь разомкнется, и ТЭН отключится. Когда жидкость в батареях начнет остывать, устройство включится в автоматическом режиме.

ТЭН с термостатом имеет несколько дополнительных режимов:

• Турбо. В этом режиме нагреватель включается на короткий промежуток времени, но использует при этом максимальную мощность. Турборежим применяется для быстрого прогревания комнаты.
• Антизамерзание. Эта функция актуальна в основном для нежилых помещений. ТЭН работает на минимальной мощности, предотвращая промерзание системы в аварийных случаях.

Электронагреватель для батареи позволяет с минимальными затратами средств, времени и сил превратить отопительный прибор в автономную систему.

ТЭН в батарею отопления: как выбрать

При выборе ТЭНа для радиатора учитывают несколько характеристик:

• мощность;
• совместимость с типом батареи;
• длину элемента;
• тип автоматики (внутренняя или наружная).

Цена ТЭНа колеблется в диапазоне от 750 до 1500 руб. и зависит от мощности, производителя и других параметров.

Мощность

Мощность ТЭНа варьируется от 800 до 2 000 ватт. При выборе можно руководствоваться следующей схемой:

• 20 Вт/м3. Такая мощность подойдет для новостроек, которые обладают отличной теплоизоляцией.
• 30 Вт/м3. Рекомендована для квартир, в которых установлены пластиковые окна, стены и пол оснащены надежной теплоизоляцией.
• 40–50 Вт/м3. Нагреватели с такой мощностью рекомендуется использовать в старых домах.

Тип батареи

Электронагреватели для разных радиаторов различаются формой внешней части корпуса, материалом, толщиной и диаметром заглушки. В паспорте изделия написано, для каких батарей предназначается ТЭН.

На заметку. Заглушки чугунных радиаторов обычно имеют 32-миллиметровую резьбу, алюминиевые – 25-миллиметровую.

Длина нагревательной трубки

Длина греющего элемента должна быть достаточной, чтобы обеспечить циркуляцию теплоносителя во всех секциях батареи и равномерность обогрева. Оптимальный размер соответствует длине радиатора минус 10 см.

Производители

Хорошие отзывы имеют итальянские ТЭНы Thermowatt, украинские Electron-T, польские и российские модели. Изделия из Китая не всегда отличаются высоким качеством.

Установка ТЭНа: важные особенности

Монтаж нагревательного элемента происходит по следующей схеме: отворачивается одна из заглушек батареи, и на ее место при помощи резьбового соединения устанавливается ТЭН. Для обеспечения герметичности стыка используется резиновая прокладка.

Mr. Build рекомендует: вкручивать ТЭНы лучше всего вместо нижней пробки. Этому есть логичное объяснение: подогретая вода будет подниматься, а холодная опускаться, что обеспечит эффективную работу нагревательного элемента.

Такая процедура повторяется в каждой комнате квартиры. Напоминаем, что монтаж производится до начала отопительного сезона.

Это важно! Возле радиатора, к которому планируется подключить электронагреватель, в обязательном порядке должны быть установлены отсекающие вентили и байпас. Если не будет вентилей, все тепло будет уходить к соседям. При отсутствии байпаса будет нарушена общедомовая система отопления.

Еще несколько важных моментов:

1. В процессе установки не стоит прилагать чрезмерные усилия. Не нужно с силой затягивать гайки контактов и сам крепеж ТЭНа. Хрупкий материал может лопнуть.
2. Настоятельно рекомендуется после отсекающего вентиля установить предохранительный клапан или небольшой расширительный бак объемом, равным 10 % объема батареи. Это связано с тем, что при нагреве теплоносителя в замкнутой системе он расширяется и повышает давление в ней.

Правила эксплуатации и обслуживания

Чтобы ТЭН, установленный в батарее отопления, служил как можно дольше, соблюдаются следующие правила:

1. Включение нагревателя происходит только при наличии воды в батарее. Если жидкость попадает на уже нагретую трубку прибора, может случиться небольшой тепловой взрыв. В результате из строя выйдет не только ТЭН: может произойти повреждение батареи отопления.
2. Во время работы устройства на его поверхности будет образовываться накипь, которую необходимо периодически счищать. Рекомендуемый график обслуживания – один раз в три месяца. Если толщина накипи на нагревательной трубке превысит 2 миллиметра, снизится теплоотдача и прибор может выйти из строя.
3. Чтобы исключить возможные скачки напряжения, рекомендуется подсоединить ТЭН через источник бесперебойного питания или стабилизатор. При установке нагреватель заземляется.
4. Производители рекомендуют использовать в роли теплоносителя только дистиллированную воду. В многоквартирных домах с общим стояком соблюсти это требование нереально, поэтому нужно чаще чистить ТЭНы от накипи.

Вывод

Установка ТЭНа – один из способов обеспечения комфорта и уюта в жилых помещениях. Такую конструкцию можно сравнить с электрическим масляным радиатором, но она обеспечивают более быстрый и равномерный прогрев всех комнат в квартире. Но нужно иметь в виду, что при постоянном использовании такого устройства счета за электричество вырастут очень существенно. Последовательность установки ТЭНов радиатор показана на видео ниже.