Как выбрать и подключить тэн для радиатора отопления

Разновидности и способы изготовления ТЭНов

Современные электронагревательные элементы обладают высокой прочностью и способностью изменять форму и размеры под действием высоких температур без ущерба своим техническим характеристикам. Используют их не только в бытовых приборах отопления, но и в промышленных. Правда, в последних устанавливают более мощные аналоги с большими размерами. Все современные тэны имеют высокий показатель долгосрочной эксплуатации.

Производители выпускают два вида тэнов, которые отличаются способом изготовления. Есть изделия, которые производят массово, а есть и такие, которые выпускают малыми партиями. Обычно они соответствуют определенным запросам заказчиков. Их используют в специальных отопительных установках со специфичными требованиями. Кстати, цена вторых намного выше первых.

Трубчатые электронагреватели

Это самый распространенный вид тэнов, который используется практически во всех отопительных приборах на электрическом питании. С помощью трубчатых аналогов нагрев теплоносителя происходит по принципу конвекции, излучения и теплопроводности в результате преобразования электрической энергии в тепловую.

Такой нагревательный элемент имеет следующие характеристики:

• Диаметр трубки 6,0-18,5 миллиметров.
• Длина тэна 20-600 сантиметров.
• Трубка может быть изготовлена из стали, из нержавейки или из титана (очень дорогой прибор).
• Конфигурация прибора — без ограничений.
• Параметры (мощность, производительность и прочее) — по согласованию с заказчиком.

Трубчатые электронагреватели оребренные

Используется для нагрева воздуха или газа, которым отапливается помещение

ТЭНРы представляют собой тот же трубчатый электронагреватель только с ребрами, которые расположены в перпендикулярных плоскостях к оси нагревательной трубки. Обычно ребра изготавливают из металлической ленты и крепят к трубке специальными прижимными гайками и шайбами. Сам тэн выполнен или из нержавейки, или из конструкционной стали.

Этот вид электронагревательных приборов используется для нагрева воздуха или газа, которым отапливается помещение. Их часто применяют в таких отопительных приборах, как тепловые завесы и конвекторы — там, где требуется отопление с помощью нагретого воздуха.

Блок электронагревателей

ТЭНБ используют только в том случае, если необходимо увеличить мощность электронагревателя. Обычно их устанавливают в приборы, в которых теплоносителем выступает жидкость или любой сыпучий материал.

Отличительной конструктивной особенностью ТЭНБ является его крепеж к прибору отопления. Он может быть резьбовым или фланцевым. Особой популярностью сегодня пользуется тен для отопления блочного типа с разборными фланцами. Такой нагревательный элемент можно применять для разных приборов многократно. Сгоревший тэн можно снять, а на его место поставить новый.

Электронагреватели патронного типа

Для отопительных систем этот вид не используется.

Для отопительных систем этот вид не используется. Его применяют как деталь пресс-формы для создания каких-либо изделий, поскольку это часть промышленного оборудования. В быту они не встречаются, но упомянуть о них необходимо, потому что данный вид тэнов входит в категорию «трубчатые электронагреватели».

Отличительной чертой этого аналога является оболочка, изготовленная из нержавеющей стали, которую шлифуют по максимуму. Это необходимо для того, чтобы тэн мог войти в форму с минимальным зазором между трубкой и стенками формы. Стандартный зазор не должен превышать 0,02 миллиметра. Вот так плотно он должен входить.

Кольцевые электронагреватели

Этот вид тэнов тоже применяют только в промышленных установках. Их предназначение — это нагрев инжекторов, сопел инжекционных установок и литьевого оборудования.

Электронагреватели с терморегулятором

Тэн с терморегулятором TECHNO 2 кВт

Это самый распространенный на сегодняшний день тэн, который используется для нагрева жидкостей. Именно его устанавливают во все бытовые электрические приборы, которые связаны с нагревом воды. Максимальная температура выделенного тепла +80С.

Изготавливают его из никеле-хромовой проволоки, которую внутри трубки заливают специальным сжатым порошком. Порошок — это оксид магния, который является хорошим изолятором электрического тока, но при этом обладает высоким показателем теплопроводности.

Минусы и плюсы радиаторного ТЭНа

Электронагреватели трубчатого типа дают возможность собрать практичную и достаточно эффективную отопительную систему основного или дополнительного обогрева. К достоинствам приборов можно отнести:

• Предельную простоту монтажа. С этой работой справится каждый начинающий мастер.
• Невысокая стоимость устройства, правда, имеется в виду цена одного ТЭНа, без дополнительного оборудования.
• Большая надежность по сравнению с масляными радиаторами. Кроме того, батареи с ТЭНами ремонтопригодны. При выходе оборудования из строя будет достаточно заменить нагреватель.
• Наличие дополнительного функционала.
• Возможность автоматического управления отопительной системой, но для этого понадобится дополнительное оборудование.

Мы перечислили основные достоинства радиаторных ТЭНов, рассмотрим их значимые недостатки. Их довольно много. Прежде всего, это внушительные эксплуатационные расходы, что объясняется высокой стоимостью электроэнергии. Их можно снизить, если полностью автоматизировать управление системой отопления.

В этом случае ТЭНы будут включаться в работу только после того, как температура в помещении понизится до определенного минимальным значения. И выключаться по достижению температуры, определенной как комфортной. Работа в таком режиме максимально экономична.

Самые простые по конструкции радиаторные ТЭНы не оснащены автоматическим управлением. Чтобы автоматизировать такую систему, понадобится приобретение дополнительного оборудования

Однако оборудование для автоматизации потребует финансовых вложений. Если рассматривать покупку ТЭНа в комплекте с радиатором и с автоматикой, стоимость такого комплекта будет намного больше цены электрического конвектора или же масляного радиатора.

Но при этом последние по уровню предоставляемого комфорта ничем не уступают, а кое в чем даже превосходят радиаторы с ТЭНами. Например, последние требуют стационарной установки, тогда как электроконвекторы и масляные радиаторы более мобильны и компактны.

Кроме того, как и любой другой электрический прибор, в процессе работы ТЭНы генерируют магнитное поле. Его опасность для организма не доказана, равно как и безопасность. Поэтому стоит отнести наличие такого поля к отрицательным качествам устройств, ведь они монтируются в радиаторы, то есть находятся в непосредственной близости от людей.

В других отопительных системах, работающих от электричества, этот недостаток в какой-то мере нивелируется. К примеру, электрокотлы располагаются в нежилых помещениях, где присутствие человека кратковременно.

Один из самых значимых недостатков радиаторных ТЭНов — это относительно невысокая эффективность. Если сравнивать ее с эффективностью традиционных систем, работающих с жидким теплоносителем, она окажется значительно ниже. Связано это с тем, что в первом случае теплоноситель движется с довольно высокой скоростью. Благодаря этому радиатор прогревается достаточно быстро и полностью.

Чтобы увеличить теплоотдачу оборудованных ТЭНами радиаторов, можно накрыть стену, а которой закреплено устройство, отражающим экраном из фольги. Тепловое излучение будет двигаться только в комнату

Функционирование ТЭНа не в состоянии обеспечить такую высокую скорость. В результате нагрев корпуса батареи будет неравномерным. В нижней части температура будет намного выше, чем в верхней.

Учитывая, что в целях безопасности не следует допускать разогрев батареи выше +70ºС, такая температура будет присутствовать только в нижней части радиатора, где находится ТЭН. Следовательно, чтобы не допустить перегрева оборудования, придется уменьшать его мощность примерно на треть.

Что представляют собой ТЭНы и их особенности

ТЭНом называется трубчатый электрический нагреватель, который может быть установлен в любой емкости, заполненной жидкостью. Многим наверняка хорошо известен ТЭН для масляного радиатора, который эффективно разогревает данный прибор отопления. По сути, таким устройством является и электрический кипятильник для воды.

Электротэны для радиаторов представляют собой специальные устройства, которые могут быть установлены в любую батарею отопления в качестве основного или дополнительного источника тепла.Как правило, они монтируются с терморегуляторами, позволяющими автоматизировать процесс обогрева.

Схема использования электрического обогревателя в качестве дополнительного нагревателя

Совет! ТЭНы могут служить аварийным источником обогрева на случай отключения центрального отопления. В таких ситуациях можно перекрыть краны и подключить обогреватель к электричеству.

Процесс монтажа этих устройств очень простой – нужно лишь выкрутить заглушку, и вкрутить на ее место обогреватель. После этого радиатор можно заполнить как водой, так и маслом низкой вязкости. Последнее лучше использовать для тех случаев, когда отопление включается время от времени, к примеру, в гараже, чтобы теплоноситель не замерз.

ТЭН вкручивается в радиатор вместо заглушки

Достоинства

Среди достоинств рассматриваемого устройства можно выделить:

• Низкую стоимость. правда, к цене самого ТЭНа обычно добавляется еще и цена терморегулятора, который поставляется отдельно.
• Простоту установки – выполнить монтаж обогревателя своими руками может каждый домашний мастер, затратив на это лишь несколько минут свободного времени.
• При наличии качественного терморегулятора можно полностью автоматизировать процесс обогрева.
• Электронагреватели являются достаточно надежными, долговечными и абсолютно безопасными. Но для этого должна соблюдаться инструкция по подключению и правила техники безопасности.

На фото — изолированный в безопасном корпусе ТЭН

Недостатки

Наряду с достоинствами обогреватели для радиаторов имеют и некоторые недостатки:

• Высокие затраты на электроэнергию, особенно если нагреватели используются в качестве основного нагревателя.
• Низкая эффективность теплоотдачи. Дело в том, что батарея разогревается неравномерно, так как предназначена для постоянной циркуляции теплоносителя с высокой скоростью.
• ТЭН для радиатора с терморегулятором и прочей электроникой стоит дороже масляного обогревателя.

Таким образом, прежде чем установить данное устройство, следует прикинуть все его достоинства и недостатки. Дело в том, что во многих случаях целесообразней использовать другие источники электрического обогрева.

Обратите внимание! Эффективность нагрева во многом зависит от типа самих батарей отопления. К примеру, чугунные радиаторы с ТЭНом менее эффективные чем, к примеру, биметаллические или алюминиевые

Основные функции и устройство ТЭНа

Основные функции ТЭНа, вмонтированного в батарею: нагревание теплоносителя и, в случае оборудования ТЭНа терморегулятором, регулировка температуры.

Сам ТЭН для радиаторов устроен настолько просто, что понять его конструкцию может даже школьник. В трубку из металла вставляется изолированная токопроводящая нить. Чаще всего это нихромовая спираль. Металлическую трубку в процессе гальванизации покрывают хромом или никелем, что даёт металлу особую защиту от агрессивного воздействия воды и гарантирует отсутствие контакта человека с электричеством. Кроме этого корпус нагревательного элемента оснащён датчиками контроля, не позволяющими устройству перегреваться.

Что касается функции нагрева теплоносителя, здесь, кроме одного, нет других вариантов: прибор включается в сеть и вода (или другой теплоноситель) нагревается. Принцип, одинаковый для всех электронагревательных устройств.

Функции термостата осуществляются ТЭНом, оборудованным терморегулятором. Это позволяет настроить ТЭН для радиаторов на определённую температуру. Кроме этого, существуют режимы регуляции, просто необходимые в определённых условиях:

1. «Антизамерзание» — поддерживает постоянную температуру теплоносителя +10о С, которая не позволяет замёрзнуть системе отопления.
2. «Турбо» — необходим для моментального разогрева теплоносителя в автономной системе отопления на предельной мощности. После достижения необходимой температуры, режим автоматически отключается, и устройство работает в соответствии с заданными терморегулятором параметрами.

Что касается самого теплоносителя, есть мнение, что наиболее подходящим для батарей, оборудованных ТЭНом, является трансформаторное масло. Оно за короткое время нагревается и долго отдаёт тепло.

Устройство ТЭН.

ТЭН представляет собой электрический нагревательный элемент, выполненный из тонкостенной металлической трубки (оболочки), материалом для которой служит медь, латунь, нержавеющая и углеродистая сталь. Внутри трубки расположена спираль из нихромовой проволоки, обладающая большим удельным электрическим сопротивлением. Концы спирали соединены с металлическими выводами, которыми нагреватель подключается к питающему напряжению.

От стенок трубки спираль изолирована спрессованным электроизоляционным наполнителем, который служит для отвода тепловой энергии от спирали и надежно фиксирует ее в центре трубки по всей длине. В качестве наполнителя используется плавленая окись магния, корунд или кварцевый песок. Для защиты наполнителя от проникновения влаги из окружающей среды торцы ТЭНа герметизируют термовлагостойким лаком.

Выводы нагревателя изолированы от стенок трубки и жестко зафиксированы керамическими изоляторами. Питающие провода подключаются к резьбовым концам выводов при помощи гаек и шайб.

Работает ТЭН следующим образом: при прохождении электрического тока по спирали она, нагреваясь, нагревает наполнитель и стенки трубки, через которые тепло излучается в окружающую среду.

При нагреве газообразных сред для увеличения теплоотдачи от ТЭНов применяют их оребрение

, выполненное из материала с хорошей теплопроводностью. Как правило, для оребрения используют стальную гофрированную ленту, навитую по спирали на внешнюю оболочку ТЭНа.

Применение такого конструктивного решения способствует уменьшению габаритных размеров и токовой нагрузке нагревателя.

Как работает котел на электричестве, так и на твердом топливе

Смешанные отопительные котлы на твердом топливе и на электричестве, работают по принципу использования резервного источника тепла. На практике, это означает, что после того, как теплоноситель перестает нагреваться от сжигания дров, угля и т.п., включается электротэн, продолжающий поддерживать необходимую температуру в системе отопления.

Гибридный комбинированный твердотопливный котел с электронагревом, подогревает теплоноситель посредством «водяной рубашки» и имеет специальное технологическое отверстие, для установки трубчатого нагревательного элемента. В базовой комплектации, отверстие прикрыто заглушкой. По желанию заказчика, котел доукомплектовывается нагревательным блоком.

Как происходит переключение энергоносителя

Существует два способа переключения с одного вида топлива на другой, отличающихся по степени автоматизации:

• Ручное включение – в устройстве твердотопливного котла с электрическим ТЭНом, использующим ручное переключение между видами топлива, отсутствует терморегулятор и датчик температуры. В базовой комплектации, практически все модели двухтопливных агрегатов, имеют именно такой способ включения электротэна.Данное решение крайне неудобно и не решает основную проблему. После затухания пламени в котле, чтобы включить нагрев теплоносителя, потребуется личное участие пользователя.

Автоматическое переключение – в дополнительной комплектации, электро-твердотопливные котлы для отопления частных домов, укомплектовываются датчиками температуры и автоматическим блоком управления. Переключение между энергоносителями, осуществляется в автоматическом режиме. Датчик, установленный на обратке, контролирует температуру нагрева.После прогорания твердого топлива, теплоноситель постепенно остывает. При достижении минимально допустимого значения нагрева, датчик подает сигнал на автоматику, включается электротэн, продолжающий греть жидкость в водяном контуре, пока не будет заново затоплен котел. После прогрева теплоносителя до необходимых показателей, термодатчик снова подает сигнал, но уже на отключение электротэна.

Современные универсальные котлы отопления на твердом топливе и электричестве, помимо датчиков, устанавливаемых на обратку теплоносителя, подключаются к термодатчикам, расположенным в комнатах и контролирующим прогрев помещений. Автоматика обеспечивает работу в нескольких режимах, в том числе, «антизамерзания», поддерживая минимально допустимый нагрев теплоносителя, предотвращающий его замерзание.

Можно ли самому установить ТЭН в тт котел

В большинстве современных котлов, в теплообменнике предусмотрено отверстие под установку электротэна. Подключить трубчатый нагревательный элемент, в таком случае, достаточно просто. Из котла сливают воду и устанавливают ТЭН, посредством специального резьбового соединения. Для герметизации, используют термостойкий силикон.

Если отверстие в конструкции не предусмотрено, возможность установки ТЭНа зависит от конструкции, точнее материала теплообменника:

• Чугунные котлы – высверлить отверстие под ТЭН достаточно проблематично. В процессе резки или последующей эксплуатации, могут пойти трещины, приводящие к нарушению герметичности конструкции. Отремонтировать повреждения не получится, потребуется замена поврежденной секции.

Стальные котлы – выполнить отверстие под установку ТЭНа не представляет труда. В любой специализированной мастерской, работу выполнят за несколько минут. После высверливания отверстия, можно установить ТЭН необходимой мощности.

Конструкция ТЭНа для радиаторов отопления, используемые материалы

Электротэн, помещенный в батарею отопления, является одним из способов, позволяющих обогреть воздух в помещении. Строение прибора шаблонно:

корпус, выполненный в виде тонкостенной (0,8÷1,2 мм) электросварной или цельнотянутой металлической трубки округлого или плоского сечения. Материалом может служить углеродистая или нержавеющая сталь. «Нержавейка» применяется в том случае, если планируется нагрев рабочей поверхности более 450°С. Стальная трубка для увеличения срока эксплуатации может быть подвергнута никелированию или хромированию;

Металлическая трубка ТЭНа.

• спиральный нагревательный элемент, выполняемый из нихромовой проволоки высокого удельного сопротивления;
• наполнитель, обладающий электроизоляционными свойствами и хорошо проводящий тепло. В качестве последнего используется периклаз (кристаллическая смесь магниевых окислов), а также кварцевый песок. Заполненная диэлектриком трубка герметично опрессовывается, после чего ей придается необходимая изогнутая форма, а изоляторы покрываются влагоизоляционным кремнийорганическим соединением.

Монтироваться такой ТЭН может внутри любого радиатора отопления (стального, алюминиевого, чугунного, биметаллического или медного). Устройство предназначено для дополнительного повышения температуры теплоносителя стандартной отопительной батареи и способно вырабатывать до 2,5 (а промышленные до 6,0) кВт мощности. Потери при преобразовании электроэнергии в тепловую, практически отсутствуют, хотя надеяться на экономию денег при использования прибора не следует.

Гайка с резьбой.

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.

Подключение ТЭНов электрокотла

Так как мощность ТЭН достаточно высокая, очень важно, чтобы соединение питающих проводов с ними было максимально надежным. Поэтому советую строго придерживаться следующей схемы крепления проводов к выводам ТЭН, представленной в инструкции:. При подключении фазных проводов к выводам нагревателей, необходимо сперва накрутить гайку м4, затем кладется шайба, после чего одевается наконечник-кольцо питающего провода, затем снова идёт шайба, после чего пружинная шайба – гровер, и затем все зажимается гайкой М4

При подключении фазных проводов к выводам нагревателей, необходимо сперва накрутить гайку м4, затем кладется шайба, после чего одевается наконечник-кольцо питающего провода, затем снова идёт шайба, после чего пружинная шайба – гровер, и затем все зажимается гайкой М4.

Нулевой провод, затягивается болтом м8, в располагающемся в перемычке между контактами ТЭН отверстии, как показано на изображении ниже:

Теперь, когда к ТЭН электрокотла подключены фазные провода и ноль, осталось заземлить корпус подключённые провода к ТЭНам теплообменника. Для этих целей у котла ZOTA слева у блока нагревателей приварен болт, к которому и подключается заземляющий проводник.

Кстати, обязательно читайте нашу статью, где показано строение ТЭНов, их основные типы и области применения.

Защитное заземление можно взять с заземляющей клеммы блока управления, либо можно использовать отдельный проводник дополнительной системы уравнивания потенциалов (ДСУП).

На этом подключение ТЭН электрокотла завершено, осталось лишь установить защитный кожух на блок теплообменника.

Еще несколько слов стоит сказать о датчиках температуры воды и воздуха, их назначении и расположении.

На лицевой панели блока управления электрокотла, есть два регулятора с маркировкой– «воздух» и «вода».

Каждый из них имеет свою градуировку, цифры, обозначенные на ней это температура в градусах Цельсия.

Таким образом, вы можете выставлять требуемую температуру теплоносителя – регулятор «ВОДА» или температуру воздуха в помещении «ВОЗДУХ».

Принцип работы здесь следующий, как только будет достигнут хоть один из установленных этими регуляторами показателей, электрокотел отключится и включится вновь, когда показатели упадут.

Так автоматизируется работа котла, вам достаточно выставить нужные величины и включить его, дальше котел будет работать автономно, поддерживая тепло в доме не требуя при этом вашего участия.

Вот теперь я думаю понятно для чего необходимы датчики температуры. Так, например, датчик температуры воды, устанавливается непосредственно в теплообменник, в котором для такого случая предусмотрено посадочное место.

Либо, как вариант, можно просто прикрепить к трубе отопления:

Теперь температура теплоносителя контролируется с помощью датчика и котел будет работать, пока она не достигнет установленного уровня.

Аналогично работает и датчик температуры воздуха, он устанавливается в помещении и замеряет общую температуру в нем. Электрокотел, будет выполнять нагрев теплоносителя до тех пор, пока температура в помещении, где стоит датчик, не достигнет нужного уровня.

Электрокотлы различных типов, моделей и производителей зачастую отличаются по внутренней компоновке, наличию тех или иных элементов, систем автоматизации и т.д., но при этом общий принцип прокладки электропроводки, выбор типа и сечения кабеля, защитной автоматики, а также подключения остается неизменным.

Надеюсь, эта инструкция по подключению электрокотла к электросети, будет полезна не только при монтаже котлов ZOTA серии «econom», но и любых других.

Обязательно пишите свои вопросы, дополнения и замечания к статье, даже если вы столкнулись с проблемой при подключении к сети электрокотла другой фирмы. Нередко именно ваши комментарии позволяют дополнить статьи, исправить неточности, сделать их полезнее.