ТЭНы для водонагревателя, воздуха: характеристики и устройство, маркировка

Доброго времени суток, мои дорогие читатели! В моих статьях я часто упоминаю слово ТЭН, еще нигде толком о них ничего не рассказывал. Этот недочет необходимо исправить!

Поэтому я и решил написать данную статью, в которой дам краткий ликбез по данной (достаточно обширной) теме.

А в одной из следующих статей я расскажу как подключать ТЭНы у электрического котла.

Сразу скажу, что не претендую на полноту обзора и буду рад вашим замечаниям и комментариям, на основе которых можно будет дополнить данную статью. Итак, начнем с определения.

Что такое ТЭН?

• Отопление — ТЭНы применяются в качестве нагревателей в электрических котлах, электрокаменках для саун, масляных радиаторах и так далее.
• Горячее водоснабжение — с помощью ТЭНов нагревают воду накопительные и проточные водонагреватели. Да и в обычных бытовых чайниках тоже установлен ТЭН.

В общем, сфера применения таких приборов очень широкая.

Везде, где нужно что-либо нагреть можно задуматься о применении того или иного вида ТЭНов.

Теперь давайте подробно рассмотрим основные виды трубчатых электронагревателей:

• ТЭНы для нагрева жидкостей — чаще всего при помощи таких приборов нагревают воду для тех или иных целей, но из этого правила есть исключения. Например, существуют модели, предназначенные для нагрева машинного масла или пищевых продуктов.
• ТЭНы для нагрева воздуха — и так понятно, что такими приборами нагревают воздух, но тут есть свои нюансы — наличие или отсутствие обдува и скорость обдувающего воздуха. Кроме того, воздушные ТЭНы могут быть с оребрением, при помощи которого увеличивается площадь их поверхности.

Предназначение отопительных ТЕНов

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 ТЕНы 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.

Устройство ТЭНа

Для того, чтобы понять как устроен трубчатый электронагреватель посмотрите ниже на рисунок:

1. Оболочка — металлическая трубка. В качестве оболочки применяются медные, стальные или алюминиевые трубки разных диаметров.
2. Контактный стержень — металлический стержень с резьбой на конце, через который подключается питание ТЭНа.
3. Нагревательный элемент — спираль из сплава с высоким удельным сопротивлением.
4. Наполнитель — в качестве наполнителя используется диэлектрик периклаз (белый порошок оксида магния).
5. Герметизирующий материал — защищает наполнитель от попадания наружной влаги и тем самым сохраняет его свойства.
6. Контактные шайбы и гайки нужны для крепления клемм.
7. Изолятор — разделяет контактный стержень и оболочку ТЭНа. Нужен для защиты от утечки тока на корпус.

На рисунке указаны параметры длины. Давайте расшифруем их значение:

• L — развернутая длина нагревателя. По ГОСТу она равна сумме длин прямолинейных и изогнутых участков.
• Lа — активная длина. Равна длине нагревательного элемента.
• Lk — это длина заделки контактного стержня. Длина заделки нормируется и указывается в маркировке при помощи литеры.
• Ly — это длина пути тока утечки. Специальная нормируемая величина.
• d — диаметр ТЭНа.

Дополнительные функции электронагревателей

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

Но электронагреватели могут оборудоваться простейшей автоматикой, обеспечивающей устройству дополнительные функции.

К таковым относятся:

1. Терморегуляция. ТЕНы 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.

Маркировка ТЭНов: расшифровка

Для того, чтобы можно было отличать одни ТЭНы от других была разработана специальная маркировка, закрепленная государственным стандартом.

Она наносится на поверхность при помощи пресса и должна находиться недалеко от изолятора.

Рассмотрим для примера такую маркировку:

100А13/1,6р220 — 2R30

• Цифрой 100 обозначена развернутая длина ТЭНа в сантиметрах.
• Буквой «А» в маркировке зашифрована глубина заделки контактного стержня (расшифровку приведу ниже).
• Цифра 13 обозначает диаметр трубки в миллиметрах.
• Цифра 1,6 обозначает мощность нагревателя в кВт.
• При помощи буквы «р» зашифрованы нагреваемая среда (в данном случае вода и слабые растворы щелочей или кислот) и материал трубки (углеродистая сталь).
• Цифра 220 обозначает напряжение питания 220 В.
• Цифра 2 — это номер формы ТЭНа (в данном случае он U-образный).
• R30 — радиус загиба ТЭНа в миллиметрах.

Теперь давайте расшифруем длину заделки контактных стержней. Смотрим ниже на рисунок:

Теперь перейдем ко второй букве в маркировке.

Приведу расшифровку наиболее популярных вариантов:

Более подробно все расшифровано в ГОСТе 13268-88.

Для воздушных ТЭНов прописано наличие или отсутствие обдува и даже необходимая скорость воздуха.

Если вы будете использовать ТЭНы предназначенные для обдува на спокойном воздухе, то они быстро перегорят из-за слишком большой удельной мощности.

Для полноты обзора добавлю картинку с формами. Это поможет вам легче в них ориентироваться:

Эксплуатация

Рекомендации по эксплуатации ТЭНа с термостатом:

• Не рекомендуется использовать ТЭН в воде с повышенным содержанием солей. В такой среде образуется осадок на поверхности. Во избежание этого устраивается магниевый анод, который препятствует образованию отложений.
• Если в электросети нестабильное напряжение, целесообразно установить стабилизатор, это продлит срок службы прибора.
• ТЭН требует значительного напряжения в сети, поэтому рекомендуется подвод отдельной электролинии.

ТЭНы для электрических котлов отопления

Ранее я писал отдельную статью по электрическим котлам, которую тоже рекомендую прочитать.

Ну да ладно, давайте перейдем к делу. В качестве нагревательных элементов для электрических котлов применяются блоки ТЭНов.

Представляют они из себя несколько нагревателей, которые объединены вместе при помощи гайки.

Чтоб было понятнее смотрите ниже на рисунок:

Блок ТЭН

Гайка может быть следующих диаметров: 1,25 дюйма, 2 дюйма и 2,5 дюйма.

Уплотняется такой блок при помощи кольцевого резинового уплотнения (если оно предусмотрено конструктивно) или при помощи подмотки нитью или ФУМ-лентой.

Что касаемо трубок, они могут быть изготовлены из углеродистой или нержавеющей стали.

Нержавейка дороже, но значительно дольше живет чем черная сталь.

При мощностях до 9 кВт, внутри котлов могут быть установлены блоки с напряжением питания 220 В.

При большей мощности, в котлах устанавливаются блоки под трехфазное напряжение 380 В.

Блочные нагреватели

Блочные варианты – это несколько нагревателей трубчатого типа, которые объединены между собой в один блок и имеют, как правило, один элемент крепления

При выборе того или иного блочного нагревателя следует обращать внимание на показатели мощности и способность котлового оборудования и насоса обеспечивать эффективный теплоотвод

Отдавать предпочтение данным видам рекомендуется в том случае, если:

• нужно использовать прибор с высокой мощностью и скоростью прогрева среды;
• нет возможности быстро передавать теплоэнергию от рабочей спирали к среде в силу малой площади оболочки ТЭНа снаружи.

Плюс блочного решения заключается в возможности снижения нагрузки на каждую трубку, что одновременно увеличивает равномерность прогрева среды и мало изнашивает ТЭНы, расположенные внутри этих трубок.

Посмотреть продукцию

Что касается мощности, то модели могут обеспечивать от 5 до 10 киловатт. Так, во время монтажа оборудования с блочными нагревательными элементами придется позаботиться о прокладывании дополнительного электрического кабеля.

ТЭНы для водонагревателей

Теперь перейдем к ТЭНам для водонагревателей. Они могут быть выполнены на резьбовой гайке (чаще всего диаметром 1,25 дюйма) или на фланце, который зажимается при помощи болтов. Смотрим ниже на рисунок:

Есть еще «сухие» ТЭНы. Они изолированы от воды в специальных колбах и производители утверждают, что они более безопасны, чем обычные.

Хотя все их преимущества в безопасности можно свести на нет при помощи установки УЗО, которое будет отключать питание при наличии тока утечки больше 30 мА.

Плюсы и минусы ТЭНов

Чтобы решить, какой тип водонагревателя предпочесть — с «сухим» или «мокрым» ТЭНом, необходимо сравнить плюсы и минусы обоих элементов:

• Преимущества «мокрого» ТЭНа
  – совместимость с любыми водонагревателями, рассчитанными на такой тип рабочего элемента, быстрый прогрев жидкости, дешевизна и огромный выбор устройств. Однако такие водонагреватели придется часто чистить: на открытых ТЭНах оседает много накипи, она же приводит к тому, что при прикосновении к корпусу будут ощущаться неприятные удары током. Кроме того, «мокрые» ТЭНы расходуют на нагрев много электроэнергии.
• Преимущества «сухого» ТЭНа
  – отсутствие строгих требований к качеству воды, способность удерживать температуру жидкости до +40°С. Такие элементы не ржавеют, сохраняют работоспособность до 15 лет. Но водонагреватели с закрытыми ТЭНами стоят дорого, и разнообразие таких моделей относительно невелико.

Как выбрать подходящее устройство

При выборе необходимо обратить внимание на следующие параметры:

• объем бойлера;
• мощность прибора;
• желаемая скорость нагрева воды;
• желаемое потребление электроэнергии.

Чем больше объем бака, тем большая мощность нужна для получения необходимых результатов.

Чтобы не ошибиться с выбором, посмотрите маркировку на том, что установлен в вашем устройстве и приобретайте аналогичный. Особенно придирчивы в этом плане водонагреватели с сухим ТЭНом.

Разные производители выпускают для своих накопительных и проточных конструкций разные нагревательные элементы. Выбирая устройство, важно учитывать этот момент.

Водонагреватели Термекс

Все модели ТЭНов от Termex оснащены термостатом, а некоторые имеют еще и терморегулятор, который существенно упрощает управление бойлером. Максимальная температура нагрева – 75 градусов. Трубка нагревателя может быть выполнена из меди и из нержавеющей стали.

Термекс выпускает для своих приборов и магниевые аноды из особого сплава. Он существенно продлевает срок службы устройства.

Водонагреватели Аристон

Средняя мощность моделей от Ariston варьируется от 1 до 4,5 кВт. Здесь также есть возможность приобрести ТЭН для воды с терморегулятором. Максимальная температура 85 градусов.

Конструктивная особенность нагревателей Аристон – это овальная форма фланца, к тому же он фиксируется снаружи дополнительно планкой. При замене нужно сначала открутить эту планку, а заем протолкнуть нагреватель внутрь бака. Замена элемента происходит в наклонном положении.

Водонагреватели Электролюкс

Electroluxe отдает предпочтение закрытым ТЭНам. Кроме того, в каждый нагреватель обычно устанавливается сразу два элемента для ускорения подогрева. Максимальная температура воды – 90 градусов.

Нюансы обслуживания воздушных ТЭНов

Хотя производители стремятся наделять трубчатые электронагреватели повышенными технико-физическими качествами защиты, долговечная эксплуатация приборов возможна только при соблюдении специальных мер по обслуживанию. С разной периодичностью в зависимости от условий эксплуатации требуется выполнение чистки рабочих поверхностей от загрязнений. Если применяется ТЭН гибкий воздушный, то может потребоваться и смазка защитными составами места интеграции элемента. Также перед самым первым сеансом применения нагревательное устройство необходимо избавить от консервационной смазки, которая может стать помехой теплоотдаче.

Замена механизма в водонагревателе своими руками

Заменить нагревательный прибор в бойлере своими руками достаточно просто. Главное – точно следовать инструкции:

1. Отключите бойлер от сети и от трубы холодного водоснабжения.
2. Слейте воду из бака.
3. Снимите внешнюю крышку.
4. Чтобы убедиться, что электроэнергия на прибор не подается, проверьте фазометром напряжение на клеммах.
5. Открутите гайки, фиксирующие нагреватель и откиньте отводящие провода.
6. Выньте старый ТЭН.
7. Перед установкой нового проверьте состояние его клемм, они должны быть абсолютно сухими.
8. Вместе с заменой нагревательного прибора нужно заменить и магниевый анод.
9. Не забывайте использовать при замене уплотнительные резинки, они должны быть хорошего качества без повреждений, надрезов или вмятин.
10. Установите новый ТЭН и проделайте все операции в обратном порядке.
11. Теперь нужно наполнить бак холодной водой и выпустить воздух из крана для горячей воды, убедитесь в отсутствии протечек.
12. Подключить бойлер к электроэнергии.

Если после обратной сборки бойлер подтекает, значит, нагревательный элемент установлен неправильно. Нужно пересобрать прибор.

Проверка работоспособности

От работоспособности нагревательного элемента зависит возможность прибора выполнять свои непосредственные функции. Однако все рано или поздно ломается и требует замены. Средняя продолжительность службы открытого ТЭНа – 4 года. Если раз в год устраивать профилактическую чистку прибора, есть шанс продлить этот срок еще немного. Но рано или поздно он все равно выйдет из строя.

И тут главное вовремя понять, что произошло. Первый признак поломки – это замедление нагрева или его отсутствие. Также о поломке свидетельствует срабатывание электрозащиты. Чтобы убедиться, что сломался именно нагреватель, нужно воспользоваться одним из двух способов проверки его работоспособности.

• Можно проверить водонагреватель с помощью мультиметра или тестера. Нужно замерить сопротивление нагревательного элемента. В случае поломки оно будет нулевым.
• Если ни тестера, ни мультиметра под рукой нет, можно воспользоваться кустарным способом проверки. Для этого потребуется обычная лампочка. Ее нужно соединить в единую цепь с нагревателем с помощью последовательного соединения и подвести к этой сети электричество. В случае если нагревательный элемент вышел из строя, лампочка не загорится.

Если проверка показала, что прибор сломался, его нужно будет заменить.

Цены на ТЭНы от разных производителей

Цены на нагревательные элементы зависят не только от характеристик, но и от производителя. Это и понятно: разные компании используют разные технологии и материалы, дают разные гарантии на свои приборы и сервис у всех различный. Да и за бренд, так или иначе, приходится доплачивать.

В среднем цена на ТЭНдля водонагревателя с терморегулятором находится в пределах 1200 рублей. Наиболее дорогими являются элементы от Аристон, их цена начинается от 950 рублей, а потолок – те самые 1200. Аналогичный потолок имеют нагреватели Электролюкс, однако нижняя граница у них значительно меньше – 500 рублей. Цена лежит в пределах 700 рублей.