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.
Устройство ТЭНа
Радиаторное электрическое отопление дома
Схема установки ТЭНа в радиатор
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.
Как выбрать нагревательные элементы отопления
ТЭН для отопления с пластинами
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.
Когда целесообразно использовать ТЭНы
Конструкция ТЭНа
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.
Сравнение стоимости отопления для различных видов энергоносителей
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.
Расчет мощности приборов
Для того чтобы не переплачивать за электроэнергию и предотвратить аварийные ситуации необходимо перед установкой ТЭНов в систему отопления рассчитать необходимую мощность. И сделать это «на глазок» не получится. Расчеты производят исходя из того, что для обогрева 10 кв.м. помещения требуется 1 КВт тепловой энергии. Формула расчета мощности нагревательного прибора следующая:
где Pм — расчетная мощность, м- масса теплоносителя, Т1-начальная температура теплоносителя до нагрева, Т2- температура теплоносителя после нагрева и t-время, необходимое для нагрева системы до оптимальной температуры Т2.
Рассмотрим расчет мощности на примере алюминиевого радиатора в 6 секций. Объем теплоносителя такого радиатора около 3 литров (точно указано в паспорте модели). Допустим нам нужно нагреть радиатор, подсоединив тэн в батарею отопления, за 10 минут с 20 градусов до 80. Подставляем значения в формулу:
Рм=0.0066*3(80-20)/10 = 1,118. то есть мощность ТЭНа должна быть около 1-1,2 КВт.
Установка ТЭНа производится в нижнюю секцию батарей отопления
Однако это действительно лишь в том случае, если в качестве теплоносителя используется вода. Если же необходимо произвести расчеты для масла или антифриза. то применяют поправочный коэффициент, который составляет около 1,5. Проще говоря, мощность ТЭНов для нагрева масляных обогревателей должна быть увеличена примерно в полтора раза. В противном случае увеличится расчетное время достижения оптимальной температуры.
Как собрать электрический котел самостоятельно
Чтобы собрать котел самостоятельно, где можно применять тэн, нужно ознакомиться с его конструкцией. Он состоит из следующих деталей:
- блок и установленный в нем нагревательный элемент;
- системы безопасности и отправления.
Самодельные котлы по размеру меньше, чем заводские, их можно при необходимости переставить из одного места в другое. Для работы по изготовлению котла потребуется следующее:
- блок тэнов;
- термостат и датчик температуры;
- стальной корпус с одной зоной для тэна, а второй для блока управления.
Поскольку в системе отопления тэн нужно все время держать в воде, поставьте датчик уровня жидкости. Допустимая мощность самодельного котла составляет 9 квт.
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 (прочитайте: «Конвекторы отопления электрические: как выбрать — маленькие хитрости «). Их задействуют для обогрева помещений посредством тепловой воздушной массы.
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.
Плюсы и минусы использования ТЭНов для отопления дома
Основной минус такого способа обогрева, как и в случае с прочими электроприборами, это стоимость эксплуатационных расходов. Электроэнергия по-прежнему самый дорогой источник тепла (если, конечно, у вас нет возможности использовать бесплатную энергию солнца или ветра, и вы подключены к магистральной электросети). Еще один минус – невозможность ремонта в случае выхода из строя спирали. Однако есть и некоторые положительные моменты, которые в некоторых случаях могут стать приоритетными.
- Экологичность отопительной системы. При использовании электронагревательных приборов нет нужды запасать и хранить какое-бы то ни было топливо, и нет вредных продуктов горения, которые попадают в окружающую среду;
- Возможность автономной установки отопительной системы при отсутствии доступа к другим тепловым ресурсам (например, газу);
- Малые габариты и большой выбор моделей по мощности и функционалу;
- Возможность автоматизации процесса отопления: установка ТЭНов с терморегулятором;
- Невысокие расходы на покупку и установку. Есть модели, стоимость на которые не превышает 1000 руб. А установку ТЭНов в радиаторы отопления можно произвести самостоятельно.
И напоследок несколько советов по самостоятельной установке трубчатых электронагревателей. Как же правильно врезать тэн в систему отопления? Прежде всего, нужно правильно выбрать модель, измерив диаметры радиаторов, куда предполагается устанавливать ТЭН и произведя расчеты мощности. Затем внимательно прочитать инструкцию к прибору, где должно быть указано требуется ли дополнительная герметизация или нет. Это один из важнейших моментов, поскольку контакт проводника с теплопроводящей жидкостью приведет к тому, что ваши радиаторы окажутся под напряжением, а это опасно для жильцов. Если производитель указывает на необходимость дополнительной герметизации, то ее обязательно нужно сделать. Кроме того, недопустимо использование приборов электрообогрева без заземления.
Расположение ТЭНов в чугунной батарее отопления
Установка ТЭНов в чугунные батареи отопления имеет ряд особенностей. Связаны они с диаметром патрубка и направлением резьбы. В целом порядок установки отопление ТЭНами в существующую систему таков: отключить систему отопления от источника тепла, слить воду, установить ТЭН, залить теплоноситель, проверить работоспособность системы. При использовании в системе радиаторов отопления ТЭНов с терморегуляторами необходимо также проверить их работоспособность после монтажа. Желательно также установить датчики воды и проверить углы наклона радиаторов. Поскольку воздушные пробки могут существенно повлиять на работу всей системы и вывести из строя ТЭН.
ТЭНы в системе отопления
Разные виды ТЭНов
Нередко для обогрева помещений используют электроотопительные приборы. Одна из разновидностей такого отопления ТЭНы – трубчатые электронагреватели. Что же представляет собой этот широко распространенный прибор? ТЭН – это устройство для среднетемпературного нагрева теплоносителя. Конструктивно это тонкостенная металлическая трубка с помещенной внутрь спиралью, которая изготовлена из материала высокого сопротивления — нихрома. Концы спирали выходят наружу в виде контактного стержня, герметизируются и служат для подключения к электросети.
Сама трубка изготавливается из стали, углеродистой или нержавеющей. После помещения внутрь и центровки спирали, трубку заполняют специальным теплоносителем – периклазом и герметизируют. Находясь под высоким давлением, периклаз фиксирует спираль по оси и после этого ТЭН изгибают и придают ему необходимую форму в зависимости от модели.
Независимо от того, как именно будут использоваться ТЭНы – в котле отопления на твердом топливе или в инфракрасном обогревателе – существуют определенные правила установки и эксплуатации нагревателей такого типа. При этом использовать электрические тэны можно в самых разных целях: для обогрева гаража. отопления дома, для установки в котлы отопления или в радиаторы. Рассмотрим более подробно способы использования ТЭНов для отопления.
Устройство трубчатого электронагревателя
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.
Правильный выбор модели ТЭНа
Отправляясь за покупкой ТЭНа, покупателю необходимо знать ряд технических характеристик:
- требуемую мощность прибора;
- длину, диаметр и форму трубки;
- длину колпака-изолятора;
- общую длину;
- тип подключения;
- способ крепления.
Чтобы рассчитать мощность ТЭНа, предназначенного для нагрева воды определенного объема, используют формулу:
P – мощность нагреваемого элемента, измеряется в кВт;
m – масса подогреваемого теплоносителя, циркулирующего в приборе, в килограммах;
tH – начальная температура воды или жидкости, в °C;
tK – конечная температура воды или жидкости, в °C;
T – время нагрева воды или жидкости.
ТЭН в радиатор отопления — видео обзор:
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.
Достоинства ТЭНов
Нагревательные элементы (ТЭНы) имеют много положительных характеристик:
- экономичность и эффективность – при превращении электричества в тепло, потери энергии практически отсутствуют;
- несложный монтаж — ТЭН для батареи отопления установить можно даже самостоятельно и для этого не требуется оформлять специальное разрешение в различных инстанциях. К каждому прибору прилагается подробная инструкция производителя, поясняющая порядок подключения и правила эксплуатации;
- долговечность – она достигается благодаря хромированию и никелированию;
- компактность;
- безопасность;
- электрический ТЭН с терморегулятором для отопления капиллярного типа позволяет регулировать температуру с высокой степенью точности;
- экономить потребление электроэнергии позволять то, что прибор работает импульсами;
- доступная стоимость;
- наличие дополнительных функций.
Помимо положительных качеств такой прибор как ТЭН для батарей отопления имеет несколько недостатков:
- высокая себестоимость электро обогрева жилых помещений за счет цен на электроэнергию;
- не во всех населенных пунктах на территории страны электрическая мощность от подстанции позволяет использовать данные приборы.
Обзор популярных моделей и цен
Разнообразие моделей котлов, работающих на твердых видах горючего, практически безгранично. Некоторые модели отличаются от конкурентов не только невысокой стоимостью, но и отличными эксплуатационными параметрами, прошедшими проверку временем.
Warmos-TT (Эван)
Линейка котлов Warmos-tt — образец качественного и недорогого отопительного оборудования от российского производителя. В линейку входят аппараты с номинальной тепловой мощностью 18 и 25 кВт. Модели, название которых содержит букву «К», оснащены ТЭНом мощностью 2,1 кВт и регулятором тяги. Отличительной чертой аппаратов является наличие системы дожига отводимых газов, обеспечивающей более полное сгорание топлива. Корпус котла выполнен из листовой стали с наружным порошковым окрашиванием. При соблюдении правил эксплуатации производитель гарантирует работу агрегата в течение 10 лет.
Цена на модели Warmos-tt находятся в пределах от 29 до 30,5 тыс. руб., что значительно ниже, чем стоимость аналогов от зарубежных именитых брендов. К преимуществам конструкции можно отнести вместительную камеру сгорания и наличие защитного экрана от языков пламени.
Цены на WARMOS-TT
WARMOS-TT
Zota Mix и Дымок
В линейку теплогенераторов Zota Mix входят агрегаты мощностью от 20 до 50 кВт с ТЭНами от 3 до 9 кВт. Главное конкурентное преимущество котлов Zota Mix — возможность использования практически всех видов твердого горючего: от дров до бурого угля. Под брендом «Zota» котлы изготавливает Красноярский завод отопительной техники и автоматики. Популярный котел «Дымок» также является детищем предприятия. Небольшие по размерам и мощности котлы «Дымок» с варочной поверхностью и без нашли свое применение на дачах и в небольших по площади домах. Популярность изделий под брендом «Zota» обеспечили невысокая стоимость и простота использования оборудования.
Дилерская цена на твердотопливный котел Zota мощностью 31,5 кВт некритична для простого обывателя и находится в пределах от 33 до 35 тыс.руб. При этом качество изделия находится на должном уровне, а отечественный производитель гарантирует наличие необходимых запасных частей.
EKO-EL (Wirbel)
Самым интересным техническим решением, отличающим котлы Wirbel серии EKO-El является наклонный люк, существенно облегчающий загрузку дров в камеру сгорания. Модельный ряд насчитывает 9 моделей мощностью от 14 до 80 кВт. Модели с индексом «EL» комплектуются ТЭНами мощностью от 6 до 24 кВт. Эффективность теплоотдачи в теплогенераторах данной серии существенно повышена за счет использования водонаполненной колосниковой решетки.
Цена на самую маломощную модель Wirbel ECO-EL 14 находится в пределах 77-78 тыс.руб, что вполне отвечает продуманности всех элементов, высокому качеству материалов изготовления и сборки.
Цены на EKO-EL
EKO-EL
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.
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.
