ТЭН для нагрева воды с терморегулятором: предназначение ТЭНов

Здесь вы узнаете:

• Предназначение ТЭНов
• Выбор ТЭНа
• Как подключить ТЭН с терморегулятором

Электрическое водонагревательное и отопительное оборудование получило большой спрос среди потребителей. Оно позволяет быстро организовать отопление и горячее водоснабжение с минимальными первоначальными затратами. Некоторые люди и вовсе создают такое оборудование самостоятельно, своими руками. А сердцем любого самодельного прибора становится ТЭН с терморегулятором.

Как правильно подобрать ТЭН и на что ориентироваться при его выборе? Параметров достаточно много:

• Потребляемая мощность;
• Размеры и форма;
• Наличие встроенного терморегулятора;
• Наличие защиты от коррозии.

Прочтя этот обзор, вы научитесь самостоятельно разбираться в ТЭНах с терморегуляторами и сможете выполнить их подключение.

Предназначение ТЭНов

Для чего вообще нужны ТЭНы с терморегуляторами? На их основе проектируются автономные системы отопления, создаются бойлеры и проточные водонагреватели. Например, ТЭНы монтируются прямо в батареи, в результате чего на свет появляются секции, способные работать самостоятельно, без отопительного котла. Отдельные модели ориентированы на создание систем антизамерзания – они поддерживают невысокую положительную температуру, препятствуя замерзанию и последующему разрыву труб и батарей.

В эту батарею встроен ТЭН с терморегулятором, с его помощью происходит отопление дома.

На основе ТЭНов создаются накопительные и проточные водонагреватели. Приобретение бойлера доступно далеко не для каждого человека, поэтому многие собирают их самостоятельно, используя отдельные комплектующие. Врезав ТЭН с терморегулятором в подходящую емкость, мы получим отличный водонагреватель накопительного типа – потребителю останется оснастить его хорошей теплоизоляцией и подключить к водопроводу.

Также на базе ТЭНов создаются накопительные водонагреватели наливного типа. Фактически, это емкость с водой, наполняемая вручную. ТЭНы встраиваются и в баки летнего душа, обеспечивая нагрев воды до заданной температуры в плохую погоду.

ТЭНы для нагрева воды с терморегулятором необходимы не только для создания водонагревательного оборудования, но и для его ремонта – если нагреватель вышел из строя, покупаем новый и меняем. Но перед этим нужно разобраться в вопросах выбора.

Трубчатые электронагреватели для воды

ТЭНы для нагрева воды обычно выполняются из нержавеющей стали, если используются для пищевых продуктов, или меди для водонагревателей. Хотя в местности, где вода жесткая, и в них нужно ставить нагревательные элементы из нержавейки, так как медь быстро выходит из строя из-за накипи. ТЭНы для водонагревателей ничем не отличаются по конструкции от других, разве что повышенными требованиями к герметичности и наличием терморегулятора в комплектации. По форме выполняются прямыми для вертикальных нагревателей, и с дополнительным изгибом для горизонтальных, чтобы вода нагревалась ближе к днищу. Оба конца трубки крепятся на фланце из латуни, углеродистой или нержавеющей стали.

Вопрос выбора

Вечных ТЭНов на сегодняшний день не существует. Металл при нагревании постепенно истончается в местах изгиба и рано или поздно нить накала обрывается. Преждевременный выход из строя ТЭНа, может быть связан с перегревом, особенно часто таким образом перегорают водогрейные ТЭНы, включённые во время отсутствия воды в водонагревателе.

Правильный выбор нагревательного прибора позволит устройству прослужить долгие годы без замены ТЭНа.

Высокая цена — не всегда является критерием правильного выбора, известны многочисленные случаи, когда дорогостоящие ТЭНы известной фирмы работали не более 6 месяцев.

1. Необходимо проверять наличие у продавца документов на реализуемый товар. Гарантия, которую фирма-производитель даёт на ТЭН, также является косвенным признаком продукции высокого качества. Чем выше гарантийный срок эксплуатации, тем надёжнее приобретаемое изделие.
2. Правильный выбор нагревательных элементов не может быть произведён без подбора ТЭНа по мощности. которая необходима для нагрева жидкости. Если ТЭН будет менее мощным, чем это необходимо, то вода не будет нагреваться до температуры на которую рассчитан водонагреватель. В том случае, когда элемент потребляет большую электрическую мощность, возможна чрезмерная нагрузка на проводку. Поэтому при замене этого элемента необходимо подобрать ТЭН только такой мощности, на которую рассчитан данный водонагреватель.
3. При выборе, необходимо выбирать современные устройства отключения подачи электрического тока. Наиболее совершенными в этом плане считаются терморегуляторы, в которых для регулировки температуры нагрева используется электроника. Приборы, в которых рабочим элементом являются твердотеплые элементы, которые расширяются при нагреве, устарели и имеют ограниченный рабочий ресурс.
4. Правильный выбор возможен только в том случае, если прибор свободно сможет поместиться в резервуаре. в противном случае монтаж такого нагревателя не удастся.
5. Особенно внимательно стоит отнестись к выбору ТЭНа, который будет устанавливаться непосредственно в батарею отопления. В этом случае кроме размера, важным критерием выбора элемента, являются номер резьбы, на которую будет устанавливаться это устройство.
6. Если требуется замена сгоревшего ТЭНа. то отправляясь за новым элементом в магазин, следует взять с собой сгоревший, и подобрать точно такой же по размерам и маркировке.

Плюсы и минусы

Среди немногочисленных недостатков этих приборов можно выделить только: не слишком высокий ресурс работы и невозможность ремонта при перегорании нагревательного элемента.

Положительных свойств гораздо больше:

Блиц-советы

1. Не стоит пытаться починить сгоревший ТЭН — это бесполезное занятие. При выходе нагревательного элемента из строя его необходимо заменить на аналогичное устройство.
2. ТЭН для воды должен быть погружён в жидкость во время работы. В противном случае прибор очень быстро выйдет из строя из-за перегрева.

Устройство и виды терморегулятора

Терморегулятор – устройство автоматизации отопительного процесса. Он служит для регулировки температуры жидкости. Согласно заданным параметрам он отключает питание ТЭНа, когда вода дошла до нужной температуры, и, соответственно, вновь включает нагреватель, когда «градус понизился». По своей конструкции различают 3 типа таких регуляторов:

• Стрежневой – первый и самый дешевый вариант. Принцип работы основан на действии теплового расширения. Ключевой частью является металлический стержень, помещаемый в жидкость вместе с трубчатым нагревателем. По мере нагревания воды стержень расширяется и в момент нужной температуры и, соответственно, расширения приводит в действие терморегулятор, который и отключает питание. Одновременно охлаждаясь, стержень уменьшается в объеме и при низком градусе вновь включает контрольный прибор, который подводит электричество к ТЭНу.

Совсем недавно такое устройство терморегулятора было самым распространенным, пока не выяснилось, что его действие не настолько уж безупречное. Парадокс в том, что при доливании холодной воды в нагревательный бак стержень, ранее находившийся в горячей жидкости, начинает резко сужаться, тем самым включая ТЭН для отопления в уже нагретой системе.

• На замену несовершенному типу термостата пришел другой – капиллярный. Работа основана на том же тепловом расширении, только теперь вместо стержня ключевой частью служит капиллярная трубка с жидкостью внутри, которая при расширении оказывает давление на регулятор. Конструкционно решается проблема ложного сигнала при доливании холодной воды. Подобными регуляторами оснащается большинство современных моделей ТЭНов в то время, как стержневой термостат остается на рынке только в качестве запчасти для старых моделей.

• Третий тип – это, безусловно, современное решение – электронный защитный терморегулятор. В его конструкцию входят два датчика: тепловой и защитный. Первый контролирует температуру воды – выполняет основную функцию. Второй отслеживает возможность перегрева трубчатого нагревателя. Принцип работы датчиков основан на изменении активного сопротивления при изменении температуры. С помощью диэлектрических способностей проводника такие ТЭНы для отопления с терморегулятором способны обеспечивать температуру воды с высокой точностью. Электронное устройство относится к классу продвинутых моделей и стоит далеко не дешево. Выбирая данный термостат, как средство контроля отопительной системы, рекомендуется полагаться, прежде всего, на долгосрочность использования. Затраты на оборудование оправданы, если подразумевается длительная эксплуатация нагревателя. Точность и функциональность позволяют с удобством управлять системой и значительно экономить на потребляемой электроэнергии.

Конструкция ТЭНа

Токопроводящей частью конструкции ТЭНа является металлическая спираль с высоким сопротивлением, обычно это смесь никеля и хрома. Именно такой параметр, как удельное сопротивление, играет ключевую роль в принципиальной работе устройства. Согласно законам физики, чем выше сопротивление металла, тем больше теплоты образуется при протекании через проволоку электрического тока. Спираль помещают в металлическую трубку, которая выполняется из нержавеющего материала – углеродистой стали, меди и др. ТЭНы в батареи отопления выпускаются трех диаметров трубки – 13 мм – самый распространенный, встречаются также 10 и 8 мм. Оставшийся объем трубки заполняют диэлектриком, в качестве которого часто выступает оксид магния.

Разновидности

Тэны бывают различной формы, мощности и среды нагрева.

Наиболее популярные разновидности:

Такая конструкция получила наибольшее распространение в водонагревательных приборах. Стоимость таких элементов довольно высока из-за применяемых в их производстве нержавеющей стали и нихрома.

Данные устройства при качественном изготовлении способны прослужить более 10 000 часов.

Оребрённый

ТЭН по своей конструкции мало отличающийся от трубчатого. Единственным отличием являются перпендикулярно расположенные рёбра из нержавеющей стали, относительно основного нагревательного устройства. Такая конструкция позволяет увеличить мощность ТЭНа за счёт большей площади нагреваемой поверхности.

Блок электронагревателей, которые применяются в установках высокой мощности, например электрических котлах.

Использование таких нагревательных элементов позволяет не опасаться полного выхода нагревательного устройства из строя. В том случае, когда перегорает один нагревательный элемент, котёл только незначительно теряет мощность и продолжает функционировать в таком состоянии до того времени, когда можно будет без угрозы размораживания отопительной системы заменить вышедший из строя ТЭН.

Такой ТЭН удобен тем, что позволяет заменить повреждённый прибор даже в водонагревателе, наполненном жидкостью за считаные минуты без разгерметизации резервуара. Подобно патрону этот элемент вставляется в металлическую оболочку, которая в свою очередь уже контактирует с нагреваемой средой.

Стоимость таких приборов немного выше, по причине более точной обработки нагреваемой поверхности.

ТЭН с терморегулятором

Нагреватели такой конструкции применяются преимущественно для нагрева жидкости.
Терморегулятор позволяет не только задать необходимую температуру, но и установленный на максимальный нагрев не позволяет жидкости закипать, исключая возможность взрыва такого нагревателя.

ТЭНы для радиаторов отопления

В радиаторах ТЭНы устанавливаются для поддержания температуры теплоносителя в период кратковременного отключения системы центрального отопления или для дополнительного подогрева теплоносителя. Такой дополнительный подогрев ночью может быть выгоден, если основной источник тепла – котел на недешевом жидком топливе, а в доме установлен двухтарифный электрический счетчик.

ТЭНы для радиаторов отопления отличаются тонким фланцем и узким нагревательным элементом. Устанавливаются они на чугунных и алюминиевых радиаторах, могут выполняться различной мощности и отличаются длиной нагревательного элемента. В комплект поставки входит защитный кожух, который предохраняет нагревательный элемент от попадания влаги.

Поскольку в процессе изготовления на трубку наносится гальваническое покрытие хромом и никелем, то ТЭНы для радиаторов долговечны и надежны. Капиллярный термостат позволяет точно регулировать температуру нагрева, а два датчика температуры защищают устройство от перегрева. В современных ТЭНах есть дополнительные функции, например «Турбо», когда некоторое время для быстрого прогрева помещения прибор работает на максимальной мощности, или «Антизамерзание», предназначенная для поддержания минимальной температуры 10° С долгое время.

Установить нагревательный элемент в радиатор достаточно просто: снять заглушку с нижнего фланца отопительного прибора, ввернуть в отверстие ТЭН, установить термостат и подключить питание с заземлением. В паспорте на устройство должны быть указаны требования к герметичности, при несоблюдении которых радиатор может оказаться под напряжением, а это опасно для жизни. Преимущества установки ТЭНов в систему центрального отопления:

• защита помещения от промерзания;
• защита системы от повреждений в сильные морозы;
• экономичность, ведь вся энергия преобразовывается в тепло;
• импульсная работа, которая позволяет экономить электроэнергию;
• высокая точность регулирования температуры;
• дополнительные полезные функции;
• демократичная цена.

Монтаж и замена

Для проведения монтажных работ, потребуются следующие инструменты:

• крестовая и шлицевая отвёртка;
• плоскогубцы;
• гаечные ключи;

Если осуществляется замена ТЭНа, то прежде, чем установить новый элемент, производятся демонтажные работы вышедшего из строя нагревательного элемента.

Прежде, чем приступать к этой операции, необходимо обесточить водонагреватель, вынув вилку или отключив автоматы на центральном электрощите, если бойлер подключён напрямую.

Установка осуществляется в такой последовательности:

1. Необходимо тщательно вымыть бак от образовавшейся накипи и протереть его ветошью.
2. Новый ТЭН устанавливается таким образом. чтобы резиновая прокладка ровно прилегала к поверхности соединяемых деталей. Все резьбовые соединения должны быть затянуты необходимым моментом. Когда ТЭН будет установлен, к нему подсоединяются электрические провода.
3. Затем устанавливается нижняя крышка, и бойлер наполняется водой. Если протечки отсутствуют, то можно включитьводонагреватель в электрическую сеть.

Если требуется установить ТЭН в батарею отопления, то в нижней части отопительного прибора выкручивается заглушка и устанавливается на её место нагревательный элемент. Затем система заполняется жидкостью, и нагреватель подключается к переменной сети 220 В.

Блок ТЭН с терморегулятором типа «Аристон» (И)

Этот прибор имеет встроенный терморегулятор, который позволяет настраивать работу устройства на нагрев жидкости в диапазоне +20 — 80 градусов. Рабочая поверхность данного устройства состоит из меди, что способствует максимально эффективной теплопередаче.

RCT 3,0 KW M6

Это устройство может использоваться как в заводских водогрейных установках, так и в изготовленных самостоятельно водонагревателях. В корпусе ТЭНа имеется отверстие для установки терморегулятора, которые приобретаются отдельно.

Стоимость — 1200 рублей.

ТЭНБ-9 нерж. 220/380В

Блок нагревателей для водяного котла. На одном фланце данного устройство закреплены 3 элемента общей мощностью — 9 кВт. Нагревательные элементы надёжно изолированы между собой, что позволяет регулировать мощность нагрева жидкости. Нагревательный элемент изготовлен из нержавеющей стали, это предохраняет ТЭН от коррозии, и позволяет безотказно работать оборудованию до 5 лет.

ТЭН с терморегулятором для нагрева воды

Для эффективной трансформации электрического тока в тепловую энергию применяется ТЭН.

Трубчатый электрический нагреватель используется в современных электрических котлах, печах, электрочайниках и других устройствах, в которых предусмотрен электрический нагрев.

Выделение теплоты происходит за счёт накала внутри этого устройства нихромовой нити, которая проходит ровно по центру трубки и надёжно изолирована от её поверхности слоем диэлектрика. В качестве изолирующего слоя обычно применяется керамика, которая хорошо передаёт тепло, при этом, не пропуская электрический ток на внешнюю поверхность ТЭНА.

Выбор ТЭНа

Выбирая ТЭН, необходимо уделить внимание некоторым деталям. Только в этом случае можно рассчитывать на удачную покупку, качественный нагрев, продолжительность срока службы и совместимость выбранной модели с баком для нагрева воды, бойлером или батареей отопления.

Форма и размер

На выбор покупателей представлены десятки моделей ТЭНов. Они имеют различную форму – прямые, круглые, в виде «восьмерки» или «ушей», двойные, тройные и многие другие. При покупке следует ориентироваться на применение нагревателя. Для встраивания в секции батарей отопления применяются узкие и прямые модели, так как места внутри достаточно мало. При сборке накопительного водонагревателя следует обратить внимание на объем и форму бака, и на основании этого выбирать подходящий ТЭН. В принципе, сюда подойдет практически любая модель.

Если нужно заменить ТЭН в уже действующем водонагревателе, необходимо приобрести идентичную модель – только в этом случае можно рассчитывать на то, что она поместится в сам бак.

Мощность

От мощности зависит если не все, то многое. Например, это может быть скорость нагрева. Если вы собираете водонагреватель небольшого объема, то рекомендуемая мощность составит 1,5 кВт. Такой же ТЭН сможет подогреть и несоизмеримо большие объемы, только делать это он будет очень долго – при мощности 2 кВт на нагрев 100-150 литров воды может уйти 3,5 – 4 часа (не до кипения, а в среднем на 40 градусов).

Если оснастить водонагреватель или бак с водой мощным ТЭНом на 5-7 кВт, то вода нагреется очень быстро. Но возникнет другая проблема – не выдержит домовая электрическая сеть. При мощности подключаемого оборудования выше 2 кВт необходимо прокладывать от электрического щита отдельную линию.

Защита от коррозии и накипи

Выбирая ТЭНы для нагрева воды с терморегулятором, рекомендуем обратить внимание на современные модели, оснащенные защитой от накипи. В последнее время на рынке стали появляться модели с эмалевым покрытием. Именно она и обеспечивает защиту нагревателей от солевых отложений. Гарантия на такие ТЭНы составляет 15 лет. Если подобных моделей в магазине не найдется, тогда мы рекомендуем к покупке электронагреватели из нержавеющей стали – они более прочные и надежные.

Наличие терморегулятора

Если вы собираете или ремонтируете бойлер или хотите оснастить ТЭНом батарею отопления, выберите модель со встроенным терморегулятором. Он позволит сэкономить на электроэнергии, включаясь только тогда, когда температура воды опустится ниже заданной отметки. Если регулятора не будет, вам придется самостоятельно следить за температурой, включая или отключая нагрев – это неудобно, неэкономично и небезопасно.

Преимущества ТЭНов с терморегулятором

Удобство устройства состоит в том, что два элемента – нагревательный и контрольный – исполняются в единой конструкции. При поломке автоматических контроллеров заменить элементы достаточно просто, не разбирая другие части нагревателя.

Сравнивая стоимости отопительного оборудования разных типов, электрические нагреватели с терморегуляторами можно отнести к самым дешевым источникам тепла. Они просты в установке и не требуют ничего кроме стабильного электрического сигнала.