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.

Что представляют собой электротены

Сейчас популярностью пользуются трубчатые электротены для отопления, которые состоят из одной или сразу нескольких нихромных спиралей, находящихся в металлической оболочке. Между спиралью и оболочкой укладывают перикласт – этот материал обладает прекрасными изоляционными качествами.

Современные устройства имеют нагревательные элементы, которые обладают хорошей прочностью и в то же время могут изменить свои размеры и форму под воздействием высоких температур. При этом ТЕНы не меняют своих технических характеристик. Эти электронагревательные элементы используются при производстве не только отопительного оборудования для бытовых целей, но и различных промышленных приборов. ТЕНы в промышленных устройствах должны иметь высокую мощность. Любой трубчатый элемент, независимо от его типа, имеет долгий срок службы.

Сегодня существует несколько видов ТЕНов, которые выпускают производители электронагревательного оборудования. Прежде всего, они отличаются способом изготовления, но также имеют и другие особенности. Производители учитывают потребности и интересы потребителей: одни нагревательные приборы выпускаются в большом количестве, а другие – в малом. Нагревательное оборудование, выпускаемое небольшим тиражом, как правило, используется в отопительных системах, которые имеют определенные особенности. Соответственно, электронагревательные элементы в таких устройствах стоят дороже.

Итог

На сегодняшний день все больше людей хотят перейти от традиционных отопительных систем к альтернативным. С каждым годом любой тип топлива растет в цене, а это не может не отражаться на семейном бюджете. Таким образом, ждать того, что цены на отопление понизятся, значит грезить о несбыточном. Во многих развитых странах специалисты и ученые каждый год пытаются решить проблему альтернативного отопления.

На сегодняшний день существует несколько довольно популярных типов альтернативных отопительных систем, но они являются эффективными лишь в определенных условиях.

Наиболее рекламируемый вариант отопительной системы – это солнечные батареи. Такие разработки эффективны только в тех регионах, где солнце светит минимум 15-20 дней в месяц. Ветряные генераторы есть во многих развитых странах, но простому потребителю они не совсем доступны.

Для простых потребителей существуют еще несколько вариантов отопительных систем – это отопление на магнитах, электрические панели отопления и гелевые отопительные системы.

Трубчатые электронагреватели

Трубчатые электрические ТЕНы для отопления дома используются очень широко. Их устанавливают также во многие приборы, работающие от электрической сети. Теплоноситель благодаря трубчатым нагревательным элементам прогревается посредством конвекции, теплопроводности и излучения. Тем самым электричество преобразуется в тепловую энергию.

Такие ТЕНы имеют следующие особенности:

• диаметр трубки составляет 6-18,5 миллиметров;
• длина элемента – 20-600 сантиметров;
• трубка может быть изготовлена из стали или нержавейки, существуют и изделия из титана, но они являются весьма дорогостоящими;
• конфигурация прибора может быть абсолютно любой;
• такие параметры ТЕНа, как мощность, производительность, зависят от требований потребителя.

ТЕНы в радиаторы отопления устанавливают часто. Именно благодаря их функциональным возможностям они и получили широкое распространение.

Монтаж

Установить ТЭН можно самостоятельно. Ход работы:

1. Снять заглушку с радиатора.
2. Монтировать устройство при помощи резьбы и используя прокладки.

Необходимо учитывать, что крепления, идущие в комплекте с прибором, – непрочны. Монтаж прибора нужно производить осторожно, не применяя усилий.

При монтаже необходимо учитывать, что из-за ТЭНа происходит увеличение давления в радиаторе. Желательно установить на батарею клапан для корректировки давления в системе.

Для лучшего эффекта желательно устанавливать прибор в нижней части радиатора.

Оребренные электронагреватели трубчатого типа

Оребренные нагреватели тоже относятся к трубчатому типу элементов, но имеют еще и ребра, которые расположены в перпендикулярных плоскостях к оси трубки обогревателя. Изготавливают такие ребра из металлической ленты, а прикрепляют их к трубке с помощью шайб и гаек прижимного типа. Самое же устройство производят из нержавейки или конструкционной стали.

Такой тип ТЕНов используют в приборах для отопления, которые осуществляют нагрев воздуха или газа. Часто они встречаются в таких приборах, как тепловые завесы или конвекторы. Их задействуют для обогрева помещений посредством тепловой воздушной массы.

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.

Блок электронагреватели

Такой ТЕН для отопления дома применяется в тех случаях, когда необходимо увеличить мощность обогревательного прибора. Обычно эти нагревательные элементы используются в отопительном оборудовании, в котором в качестве теплоносителя выступает жидкость – вода, масло и т.д. Отличительной характеристикой данных элементов является их крепеж к отопительному устройству. Способ крепления бывает двух типов: резьбовым или фланцевым. Самыми популярными являются обогреватели с фланцевым крепежом.

Блоки электронагревателей для отопления могут использоваться много раз в различных отопительных приборах. Если элемент сгорел, его не составит труда заменить новым. Часто используются такие ТЕНы для котла отопления.

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.

Электрические котлы известны своей надежностью и ремонтопригодностью. В них нет множества сложных деталей, поэтому они просты при эксплуатации и обслуживании

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.

Патронные электрические нагреватели

Электрические нагреватели патронного типа не применяют в бытовых условиях для обогрева помещений. Они выступают в роли элемента пресс-формы при производстве каких-либо изделий, иными словами, являются частью промышленного оборудования.

Основное отличие данного типа электронагревателей – оболочка из стали нержавеющего типа. У патронного ТЭНа она максимально отшлифована. Это специально делают для того, чтобы нагреватель входил в форму, но при этом между трубкой и стенками оставался небольшой зазор. Вставляют его плотно, а стандартный зазор не превышает 0,02 миллиметра.

Критерии выбора

При подборе ТЭНа для радиатора следует учитывать его технические характеристики, а также параметры батареи. Основными факторами, влияющими на выбор устройства, являются:

1. Мощность. В помещениях с хорошими теплоизоляционными свойствами можно устанавливать нагреватели от 2 до 3 киловатт. В старых зданиях лучше всего использовать ТЭНы с более высокой мощностью.
2. Длина электронагревательной трубки. Рекомендуется приобретать ТЭНы на десять сантиметров короче батареи. Правильный подбор длины нагревательного устройства позволяет равномерно прогреть все секции радиатора.
3. Тип батареи. Чтобы ТЭН оптимально подходил к радиатору следует внимательно изучить его технический паспорт. В нем указывается, к каким видам батарей следует применять изделие.
4. Автоматическое управление. Такая опция есть не у всех моделей. Для удобства использования лучше всего приобретать ТЭНы с автоматикой, которые оснащены термостатом.

ТЭН должен быть на десять сантиметров короче радиатора

Также учитывается диаметр электронагревателя в соответствии с сечением заглушки на радиаторе. Немаловажным является правильное определения размещение резьбы.

Приобретать необходимо только качественные ТЭНы у проверенных производителей. Перед покупкой электроприбора следует проверить его целостность и исправность.

Электронагреватели с терморегулятором

ТЕНы для отопления с терморегулятором в настоящее время являются самыми распространенными. Их основным предназначением является нагрев жидкости. ТЕНы с термостатами устанавливают почти на все оборудование, которое используется для нагрева воды. Максимальная температура, до которой могут разогреть теплоноситель ТЭН для радиатора с терморегулятором – 80 градусов.

ТЕН с терморегулятором изготавливают из никеле-хромовой проволоки. Находящаяся внутри трубки устройства с электрическим термостатом проволока заливается особым порошком сжатого типа, который представляет собой оксид магния и имеет прекрасные изоляционные свойства, но одновременно отличается высокой теплопроводностью. Можно встроить такой ТЕН в электрическую батарею отопления.

Расчеты по мощности

Чтобы батарея полностью прогревалась, необходимо проверить количество теплоносителя
Для выбора электронагревателя оптимальной мощности нужно предварительно провести расчеты.

• Мощность электрического прибора определена количеством тепла, которое потребуется для обогрева помещения. Чтобы обогреть 1 кв.м комнаты нужно затратить 100 В. Важно учитывать, что мощность и длина ТЭНов должна соответствовать потребностям радиаторов.
• Понадобится рассчитать объем теплоносителя в конструкции. Даже самые мощные ТЭНы не будут достаточно эффективными, если в батареях недостаточно теплоносителя (жидкости). Объем чугунной батареи колеблется в пределах 0,6-1,5 л в зависимости от модели, в алюминиевых радиаторах всего 0,2 л.

Приблизительно на каждый 1 кВт мощности нагревателя берется 15 литров теплоносителя. На основании этих данных рассчитывают необходимое количество секций и мощность электрического прибора.

Использование ТЕНов

В последнее время все большее количество людей задумывается о возможности автономного отопления своего дома. С каждым годом стоимость традиционного отопления повышается, поэтому довольно часто с помощью автономной системы имеется шанс сэкономить. Также иногда просто отсутствует возможность подключения к центральной отопительной системе – особенно это касается дачных поселков. Единственный вариант обогревать дом в этом случае – установить отопительный котел. Наибольшей популярностью продолжают пользоваться твердотопливные и газовые котлы, но их использование тоже не всегда возможно – доступ к магистральному газопроводу есть не всегда.

Наилучшим выходом из таких ситуаций является установка электрического отопительного оборудования, поскольку электросети есть практически везде. Основной элемент любого такого отопительного устройства – ТЕН. От его типа в немалой степени зависит эффективность обогревательной системы. Обычно в бытовом отопительном оборудовании используются трубчатые ТЕНы, а также элементы с терморегулятором. Последние дают возможность регулировать работу системы отопления. Электрические отопительные системы очень удобны в эксплуатации: они не выделяют вредных веществ, так как не образуют продукты сгорания, не требуют установки в отдельном помещении, безопасны в использовании, легко монтируются и регулируются. Но все же при установке электрического отопительного оборудования сначала следует проверить, выдержит ли электросеть высокую нагрузку. Также нужно заранее приготовиться к тому, что за электричество придется платить немалые деньги.

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.

Причиной быстрой поломки ТЭНа может быть неправильный выбор мощности прибора. В результате системного перегрева спирали она со временем перегорает

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/м3. А при наличии щелей в окнах мощность обогрева должна быть увеличена до 60-80 Вт/м3. 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.

В чугунных и стальных радиаторах использование ТЭНов из цветных металлов нежелательно. Это может привести к ускорению износа материалов и соединений

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.

ТЭНы с длинной трубкой идеально подходят для установки в самодельные регистры, которыми удобно обогревать большие помещения и хозяйственные постройки

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.

Встроенная в заглушку ТЭНа электроника должна иметь предохранительные механизмы, чтобы в случае поломки регулирующей платы не случился пожар

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.

ТОП-9: ETS 200

Обзор

У этих теплоаккумуляторов для котлов отопления корпус стальной и жаропрочная изоляция сверху. Под ней находятся блоки, накапливающие тепло. Они изготовлены из композитного материала высокой теплопроводности, которые нагреваются с помощью ТЭНов.

Для быстрейшего нагрева, в конструкцию вмонтирован вентилятор.

Важно: Чтобы моно было регулировать температуру помещения, а иными словами управлять разрядом, необходим встроенный регулятор, который не предусмотрен комплектацией, поэтому обязательно приобретается отдельно. На лицевой панели предусмотрен переключатель, благодаря которому есть возможность ручной регулировки объема заряда

На лицевой панели предусмотрен переключатель, благодаря которому есть возможность ручной регулировки объема заряда.

Чтобы была возможность устанавливать время начала зарядки и ее окончания (во время действия льгот на оплату энергии) обязательна установка электрического оповещателя (сигнала) или таймера. Его тоже комплекте нет. Приобретают его за дополнительную плату.

Технические показатели

• Величина мощности, кВт – 2.0;
• Габариты, мм – 650х605х245 (ВхШхГ);
• Масса, кг – 118;
• Диапазон рабочих температур, град- +7-+30;
• Производитель – Германия;
• Тип крепления –напольный;
• Гарантийный срок – 3 года.

Назначение модели – регулировка отдачи полученного от того или иного источника тепла для эффективного обогрева помещения.

Устройство

Внутри есть трубчатый нагреватель, для изготовления которого использована высококачественная сталь. Он нагревает камни, способные аккумулировать тепло, о них отдают его, охлаждаясь естественным образом, воздуху, проходящему через них под действием вентилятора.

Установив в помещении датчик, можно тепло регулировать с высокой точностью, экономя (за счет встроенного аккумулятора) значительную часть электрической энергии.

Стоимость

ТОП-3: HAJDU AQ PT 1000

Работа

Работать модели, ТОП-10 занимающие 3 место, могут от нескольких источников (зависит от исполнения):

• от энергии Солнца;
• газовых котлов;
• угля и пр.

Устройство

Оно состоит из:

• стальной емкости (бака);
• теплоизоляции из полиуретана;
• защитного кожуха;
• крышки из искусственной кожи.

Внутри нет коррозионной защиты, поэтому использовать бак можно только по назначению. Для хранения воды питьевой он не годится.

Изоляция

Как и у аналогов, сделана она из полиуретановой пены, которая длительное время держит температуру воды, не требуя ее подогрева. Толщина защиты 10 см. Для кожуха, как упоминалось, используют искусственную кожу.

Кожух с изоляцией, легко снимаются. Это удобно при транспортировке, устанавке и демонтаже устройства.

Достоинства

Главным из них является возможность временного выравнивания расхождений в производстве тепла и потреблении.

Важно:

1. Нельзя подвергать теплообменники с накопителем большим давлениям. Это опасно!
2. Обязательна установка предохранительного клапана, приобретаемого за дополнительную плату.
3. Запрещен монтаж между клапаном и накопителем всякой водозапорной арматуры.

Особенности

• Эргономичность.
• Хорошая теплоизоляция.
• Грамотно расположенные патрубки.
• Съемные изоляция и кожух.
• Окрашенная наружная поверхность.
• Возможность подключения нагревательного электропатрона.
• Совместимость с различными типами котлов.
• Продолжительный срок службы.
• Удобные установочные размеры.

Технические параметры

• Объем – 750 л;
• Масса- 93 кг;
• Водонагреватель накопительного типа;
• Способ подогрева – электрический;
• Крепление – напольное;
• Диаметр с изоляцией и без – 99 и 79 см;
• Высота – 191 см;
• Бак внутренний – из стали;
• Защита антикоррозионная – не предусмотрена;
• Давление рабочее – 3 бар;
• Производитель — Hajdu, Венгрия;
• Напряжение – 220 В.