ТЭНы для отопления: типы, принцип функционирования и рекомендации по выбору

Электрические ТЭНы остаются популярными в системе отопления благодаря своей надежной конструкции, которая не претерпевает изменений на протяжении многих лет. Хотя форма и материалы изготовления могут изменяться, их принцип работы и эффективность остаются неизменными. Для того чтобы правильно выбрать необходимое оборудование, важно изучить его характеристики и отличия. Согласны с нами?

В данном материале мы расскажем о сути ТЭНов для отопления и их работе. Мы подробно рассмотрим доступные виды нагревательных элементов и приведем убедительные доводы для выбора наиболее подходящего типа. Следуя нашим советам, вы без труда найдете нужный прибор.

ТЭН (трубчатый электронагреватель) представляет собой электрический нагреватель, который используется в системах отопления, водоснабжения и других областях, где требуется тепло. Они бывают различных типов, в том числе сухие и мокрые. Сухие ТЭНы не контактируют с жидкостью, что делает их более долговечными. Мокрые ТЭНы, наоборот, погружены в воду и эффективно нагревают ее, но могут требовать больше ухода и регулярной проверки на образование налета и коррозии.

При выборе ТЭНа важно учитывать его мощность, которую необходимо подбирать в зависимости от объема отапливаемого помещения. Также стоит обратить внимание на материал, из которого изготовлен нагревательный элемент — наиболее распространены сталь, нержавеющая сталь и бронза. Нержавеющая сталь обладает высокой стойкостью к коррозии, что увеличивает срок службы устройства.

Кроме того, при выборе ТЭНа следуйте рекомендациям производителя относительно подключения и эксплуатации, чтобы избежать перегрева и аварий. Используйте ТЭНы с терморегуляторами для более точного контроля температуры, что позволит вам экономить электроэнергию и обеспечивать комфортные условия в доме.

Выбор ТЭНа зависит не только от технических характеристик, но и от условий эксплуатации, поэтому перед покупкой рекомендуется проконсультироваться с специалистами, которые помогут вам сделать правильный выбор.

Назначение ТЭНов в системах отопления

Популярность электрических ТЭНов объясняется их универсальностью и высоким коэффициентом полезного действия. Вся электроэнергия, потребляемая этими устройствами, используется исключительно для обогрева пространства.

ТЭНы в основном применяются в следующих отопительных устройствах:

1. Мобильные и стационарные масляные обогреватели.
2. Водяные radiators для отопления.
3. Полотенцесушители в ванной комнате.
4. Электрокамины.
5. Электрические конвекторы.
6. Электрические котлы.

Это оборудование может выполнять функции основного или вспомогательного обогревателя, его стоимость довольно доступна, а установка не требует специальных навыков.

ТЭН можно подключить к чугунному радиатору центрального отопления, отключив общий стояк. Такой прибор подойдет как для основного, так и для дополнительного обогрева.

Кроме того, современные ТЭНы бывают различных модификаций, включая модели с терморегуляторами, что позволяет более точно контролировать температурный режим в помещении. Это не только повышает комфорт, но и способствует экономии электроэнергии. Некоторые модели также могут иметь защиту от перегрева и водонепроницаемый корпус, что делает их безопасными для использования в помещениях с повышенной влажностью.

Важно отметить, что при выборе ТЭНа следует учитывать его мощность, которая должна соответствовать размеру и теплоизоляции помещения. Правильный расчет позволит избежать недостатка или избытка тепла, обеспечивая оптимальные условия для проживания.

Эффективность работы ТЭНов существенно возрастает при их использовании в сочетании с теплоаккумуляторами, которые накапливают тепло и способны подавать его в помещение даже после отключения электричества.

Структура электронагревателей

Удобнее всего рассматривать устройство на примере трубчатого варианта. Электронагреватель представляет собой трубку, заполненную термопроводящим материалом, выполненную из керамики или металла, внутри которой расположена спираль. В местах соединения трубки с фланцем находятся изолирующие втулки, предотвращающие контакт токопроводящей спирали с корпусом устройства.

В большинстве электродвигателей используются схожие компоненты, но их срок службы может различаться в зависимости от качества производства.

Электронагреватель, как правило, крепится с помощью фланцевого соединения, что обеспечивает герметичность внутри устройства. Однако в таком варианте нельзя заменить спираль в случае её выхода из строя.

Принцип работы нагревательных элементов

ТЭН функционирует следующим образом. При подключении к сети происходит нагрев спирали, которая передает тепло термопроводнику и металлическому корпусу. В свою очередь, тепло передается жидкости, воздуху или твердому объекту вокруг.

Когда ТЭН погружен в жидкость, вокруг трубки образуются конвекционные потоки, способствующие равномерному распределению тепла в нагреваемом веществе.

Электрические котлы ценятся за свою надежность и простоту ремонта. Они не содержат сложных деталей, что облегчает их использование и уход.

В отопительных устройствах без жидкости температура нагрева, как правило, ограничивается во избежание повреждения окружающих компонентов и предотвращения возгораний.

В целях ускорения теплообмена в таких приборах часто используют вентиляторы, способствующие циркуляции воздуха как внутри устройства, так и в помещениях.

Разнообразие ТЭНов для отопительных систем

Несмотря на простоту изготовления ТЭНов, многие производители предлагают нагреватели с уникальной формой и креплением, что затрудняет покупку аналогичных при поломке. Поэтому важно ознакомиться с доступными конструктивными решениями.

Трубчатые нагреватели для домашнего отопления

Трубчатые модели ТЭНов наиболее распространены в мобильных масляных обогревателях и настенных радиаторах. В таких нагревателях тепло может передаваться посредством конвекции, инфракрасного излучения или теплопроводности.

Готовые ТЭНы с регуляторами и шнурами питания стоит приобретать только если вы уверены, что длины провода будет достаточно.

Форма и размеры трубок таких устройств могут варьироваться в зависимости от конструкции. Например, ТЭН микатремического обогревателя может иметь змеевиковую форму, находящуюся за минеральной пластиной, которая излучает инфракрасное тепло при нагреве.

Наиболее распространенные характеристики таких ТЭНов:

• диаметр – от 5 до 18 мм;
• длина – от 200 до 6000 мм;
• материал корпуса – сталь, нержавеющая сталь, керамика, медь;
• мощность – от 0,3 до 2,5 кВт.

ТЭНы мощностью свыше 2,5 кВт в бытовых системах не применяются, поскольку обычные электросети не справятся с такой нагрузкой.

Оребренные модели электронагревателей

Оребренные ТЭНы представляют собой модификацию трубчатых нагревателей, отличающуюся наличием множества тонких стальных пластин, которые увеличивают контактную площадь с окружающей средой и скорость её нагрева.

Эти модели не только стоят дороже, но и предъявляют требования к объему рабочего пространства; однако они обеспечивают более высокую эффективность отопления.

Оребренные нагреватели чаще всего используются в устройствах для воздушного отопления, повышая скорость прогрева помещений, особенно при наличии встроенных вентиляторов.

Блочные конструкции ТЭНов

Блочные ТЭНы состоят из нескольких соединенных трубчатых нагревателей на общем креплении.

При выборе блочных моделей стоит уделить внимание их мощности и возможности котла с насосом обеспечивать теплоотдачу.

Такие конструкции уместны в случаях:

1. Необходимость высокой мощности и быстрого нагрева рабочей среды.
2. Ограниченная способность передачи тепла от спирали к окружающей среде из-за маленькой площади внешнего оболочки.

В блочных ТЭНах нагрузка на каждую нагревательную трубку уменьшается, а скорость теплоотдачи увеличивается. Эти устройства используются в бытовых обогревателях и промышленных электронагревательных системах.

Их мощность может достигать 5-10 кВт, поэтому для установки в квартире потребуется прокладывать дополнительный электрокабель.

Приборы патронного типа

Патронные ТЭНы представляют собой трубки с одним открытым концом, что определяется их монтажной спецификой. Наружная оболочка в основном выполнена из полированной стали для максимального контакта с внешним материалом. Эти трубки плотно вставляются в специальные отверстия отопительного прибора.

К основным недостаткам патронных ТЭНов можно отнести малую площадь теплоотдачи, что требует использования специфических методов для отвода тепла.

Фиксация патронных моделей осуществляется преимущественно фланцевыми соединениями. Обычно они используются в промышленных условиях для нагрева рабочих частей экструдеров.

Существуют и другие типы ТЭНов, но они чаще всего применяются в промышленных сферах и не являются предметом данного обсуждения.

Дополнительные функции электронагревателей

В предыдущих разделах были представлены базовые конструкции, которые не имеют встроенных регуляторов.

Блок терморегуляции может быть механическим или электроникой. Последний вариант более точен, но и предъявляет требования к параметрам электрической сети.

Тем не менее, электрические нагреватели могут оснащаться базовой автоматикой, добавляющей дополнительные функции.

К ним относятся:

1. Терморегулирование. ТЭНы с встроенным терморегулятором имеют датчик температуры, который активируется при достижении заданного уровня. Регулировка осуществляется с внешней стороны фланца.
2. Антизамерзание. Эта функция активируется простым терморегулятором при падении температуры до 0-2°C, предотвращая замерзание жидкости в трубах отопления.
3. Турбонагрев, позволяющий быстро нагреть рабочую среду при первом включении устройства. При этом стоит учесть, что электрическая проводка должна выдерживать кратковременные нагрузки.

Устройства с такими дополнительными функциями довольно редки, так как зачастую управление обогревом производится через отдельную автоматику.

Рекомендации по выбору ТЭНа для отопительного оборудования

При выборе ТЭНа для замены в водонагревателе или радиаторе следует обращать внимание на его мощность, конструкцию, длину трубки и наличие дополнительных функций. Поэтому перед покупкой крайне важно собрать как можно больше информации о всех характеристиках прибора.

Определение мощности устройства

Высокая мощность ТЭНа не всегда является преимуществом.

При выборе необходимо учитывать несколько факторов, связанных с уровнем потребляемой энергии:

• максимальная мощность теплоотдачи отопительного устройства;
• возможности электропроводки;
• объем помещения.

Не рекомендуется приобретать устройство с мощностью, превышающей 75% от максимальной теплоотдачи отопительного оборудования.

Допустим, у вас есть радиатор, состоящий из 10 секций, каждая из которых выделяет 150 Вт тепла, что в сумме составляет 1,5 кВт. Если в этот радиатор установить электронагреватель мощностью 2 кВт, то радиатор не сможет оперативно рассеять всю вновь образовавшуюся энергию. Это приведет к тому, что ТЭН будет постоянно отключаться из-за перегрева.

Одной из причин быстрого выхода ТЭНа из строя является неверный выбор его мощности. Из-за системного перегрева спирали она рано или поздно может сгореть.

В жилых помещениях с устаревшей электропроводкой максимальная нагрузка на розетку не должна превышать 1,5-2 кВт; в противном случае она может загореться и вызвать серьезные последствия. Поэтому перед покупкой ТЭНа следует оценить состояние проводки и, если необходимо, заменить её на новую.

После решения вопросов с электрической частью и возможностями оборудования можно перейти к вычислению необходимой мощности для поддержания комфортной температуры в помещении.

В хорошо утепленных домах и квартирах достаточно уровня 40 Вт/м³. Если в окнах есть щели, то мощность отопления следует увеличить до 60-80 Вт/м³. Приобретать конкретную модель можно только после учета всех перечисленных энергетических аспектов.

Учет конструктивных особенностей

Большая часть ТЭНов для отопления имеет корпус из легированной стали, что обеспечивает их прочность и коррозийную стойкость. Медные ТЭНы преимущественно используются в водонагревателях, хотя их применение в самодельных радиаторах не запрещено.

В чугунных и стальных радиаторах нежелательно использование ТЭНов из цветных металлов, так как это может ускорить износ материалов и соединений.

Также важно помнить о направлении резьбы заглушки, которое может быть правым или левым. Модели электронагревателей различаются и по диаметру фланцев, который может варьироваться от 0,5 до 1,25 дюйма.

К ТЭНу от качественного производителя обычно прилагается краткая инструкция, в которой указаны его конструктивные параметры. Ознакомление с ней позволит выбрать устройство, которое точно подойдет к уже имеющемуся отопительному оборудованию.

Длина нагревательной трубки

Длина трубки является ключевой характеристикой, которая значительно влияет на эффективность работы устройства.

Большая длина при одинаковой мощности увеличивает площадь поверхности электронагревателя и ускоряет теплообмен с рабочей средой. Это приводит к повышению долговечности ТЭНа и улучшает скорость циркуляции теплоносителя.

ТЭНы с длинными трубками идеально подходят для установки в самодельные регистры, что делает их удобными для обогрева больших помещений и хозяйственных строений.

Рекомендуется, чтобы трубка проходила по всей длине рабочей зоны отопительного прибора, оставляя расстояние в 6-10 см до противоположной стенки. Это сделает процесс прогрева теплоносителя более быстрым и равномерным.

Дополнительные функции

Не всегда стоит переплачивать за дополнительные функции ТЭНов. Если отопительный прибор используется как вспомогательный и не имеет встроенной автоматики, то имеет смысл купить модель с термостатом.

Однако если в радиаторе или электрическом конвекторе есть свои термодатчики и системы управления температурой, то лишние функции окажутся ненужными.

Электроника, встроенная в заглушку ТЭНа, должна обладать предохранительными механизмами, чтобы предотвратить возгорание в случае поломки регулирующей платы.

Поэтому приобретать дорогостоящие ТЭНы с автоматикой целесообразно только при очевидной необходимости. Если требуется индивидуальная настройка температурного режима, лучше купить терморегулятор, который подключается в розетку и используется по мере необходимости.

Что касается производителей ТЭНов, их выбор не должен быть решающим. Основные поставщики — компании из России, Украины, Турции и Италии. Качество их продукции примерно одинаковое, так что нет смысла переплачивать за бренд.

Заключение и полезные видеоматериалы по теме

Видео #1. Практический обзор ТЭНов различных типов:

Видео #2. Обзор ТЭНа с терморегулятором:

Видео #3. Особенности блочного ТЭНа, используемого в электрокотлах:

Приобретение ТЭНа для обогревательных приборов — это задача, требующая внимательного подхода. Необходимо точно знать характеристики оборудования, в которое будет установлен электрический нагреватель. Поэтому выбор конкретной модели следует делать только после тщательного анализа её параметров.

Не стесняйтесь оставлять свои комментарии, задавать вопросы и делиться фотографиями по теме статьи в разделе ниже. Расскажите о вашем опыте подбора ТЭНа для замены в электрокотле или мобильном обогревателе. Какие факторы оказались для вас решающими в выборе устройства?

Видео:

Как высчитать мощность тэна и проверить его на работоспособность