ТЭНы для отопления: виды, принцип действия, правила выбора

Электронагревательные элементы десятилетиями не меняли своей конструкции и остаются востребованными в отопительном оборудовании. Форма этих устройств, материалы изготовления меняются, но принцип действия и эффективность остаются неизменными. Для грамотного выбора пригодится информация об отличиях и характеристиках. Ты согласен?

Вы узнаете, что такое ТЭНы для отопления и как они работают. Мы подробно описали виды ТЭНов, привели неоспоримые аргументы в пользу разумного выбора оптимального типа. Принимая во внимание наши рекомендации, вы без ошибок приобретете необходимое устройство.

Назначение нагревательных элементов

Электронагревательные элементы завоевали популярность благодаря своей универсальности и высокой эффективности. Вся потребляемая ими электроэнергия используется по прямому назначению: для обогрева окружающего пространства.

Основными нагревательными приборами, в которых используются ТЭНы, являются:

  1. Переносные и стационарные электрические масляные обогреватели.
  2. Радиаторы водяного отопления.
  3. Полотенцесушитель для ванной.
  4. Электрокамины.
  5. Электрические конвекторы.
  6. Электрические котлы.

Указанное оборудование может использоваться как основной или дополнительный источник тепла. Он недорогой, прост в установке и не требует специальных навыков при эксплуатации.

подключить ТЭН к чугунному радиатору центрального отопления можно после отключения общего стояка. Такое устройство можно использовать для основного и дополнительного отопления

Внутреннее расположение электрических сопротивлений

устройство удобно рассмотреть на примере трубчатой ​​модели. Электронагреватель представляет собой керамическую или металлическую трубку, заполненную теплопроводом, внутри которого расположена спираль. В точке крепления трубы к фланцу имеются изолирующие втулки, которые исключают контакт токопроводящей спирали с корпусом нагревательного элемента.

Подобные компоненты используются в большинстве моделей ТЭНов, однако срок их службы может варьироваться в зависимости от качества сборки

Электронагреватель в основном закреплен с помощью фланцевого соединения, что позволяет изолировать внутреннюю среду обогревателя от внешнего пространства. Недостатком такой конструкции является невозможность замены катушки при ее внутреннем выгорании.

Принцип работы ТЭНов

Нагревательный элемент работает по следующему принципу. При подключении к сети внутренняя катушка нагревается, и энергия передается на теплопроводник и внешнюю оболочку. После этого тепло передается окружающей жидкости, воздуху или твердому материалу.

При нагреве ТЭНа, погруженного в масло или воду, вокруг трубы создаются конвекционные потоки, которые перемешивают теплоноситель и способствуют его равномерному нагреву.

Электрокотлы славятся своей надежностью и ремонтопригодностью. У них не так много сложных деталей, поэтому они просты в использовании и обслуживании

В нежидкостных обогревателях температура нагрева обычно ограничена, чтобы не повредить окружающие детали и не вызвать возгорание.

Для ускорения теплопередачи часто используют вентилятор, который циркулирует воздух как внутри устройства, так и в окружающей комнате.

Виды ТЭНов для отопительных приборов

Простота изготовления нагревательных элементов не всегда оборачивается удобством для пользователей. Многие производители выпускают электронагреватели определенной формы и крепления. В случае поломки купить их в магазине довольно сложно. Поэтому для правильного выбора необходимо изучить все возможные варианты конструкции.

Трубчатые модели для бытового отопления

Трубчатая конструкция электронагревателей наиболее распространена в мобильных масляных обогревателях, переносных и настенных электрорадиаторах. Передача тепла в них может происходить с помощью: конвекции, инфракрасного излучения или теплопроводности.

Готовые ТЭНы с регулятором и собственным шнуром питания можно приобрести только в том случае, если вы уверены, что длины провода будет достаточно

Форма и длина трубы в таких устройствах может быть любой и диктуется только конструктивными особенностями. Например, нагревательный элемент микатремического нагревателя представляет собой змеевик, расположенный за минеральной пластиной. После нагрева подошва излучает инфракрасное излучение.

Наиболее распространенные особенности:

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

ТЭНы мощностью более 2,5 кВт не используются в бытовых отопительных приборах, так как проводка в квартире просто не выдерживает большей нагрузки.

Ребристый вариант электронагревателей

Ребристые устройства представляют собой модификацию трубчатого ТЭНа. Их особенность – наличие множества тонких стальных пластин по всей длине устройства. Такая конструкция значительно увеличивает площадь контакта с окружающей средой, обеспечивая высокую скорость нагрева.

Ребристые нагревательные элементы дороже, требуют объема рабочего пространства, но обеспечивают более высокие расходные характеристики отопительного оборудования

Оребренные модели в основном используются в обогревателях для воздушного отопления. Они обеспечивают быстрое повышение температуры окружающей среды, особенно со встроенным вентилятором.

Блочная конструкция нагревательных элементов

Блочная версия представляет собой несколько трубчатых нагревателей, объединенных на одной опоре.

При выборе блочных ТЭНов особое внимание следует уделить их мощности и способности котла с насосом обеспечивать отвод тепла

Такой дизайн используется при сочетании двух факторов:

  1. Необходимость повышенной мощности устройства и высокой скорости нагрева рабочего тела.
  2. Невозможность быстрой передачи тепловой энергии от спирали в окружающую среду из-за небольшой площади внешней оболочки.

Фактически, в блочном нагревательном элементе нагрузка на каждую нагревательную трубку уменьшается, а скорость теплопередачи увеличивается. Такие устройства входят в состав бытовых отопительных котлов и промышленных систем электрического отопления.

Мощность блочных моделей может составлять 5-10 кВт, поэтому при их размещении в квартире необходимо прокладывать в комнате дополнительный электропровод.

Картриджные устройства

Патронные нагревательные элементы имеют форму трубки со свободным концом, что связано с особенностями их установки. Наружная оболочка обычно изготавливается из полированной стали, чтобы обеспечить максимальный контакт с окружающим материалом. Такие трубы прочно вставляются в соответствующее отверстие каменки.

Основным недостатком картриджных ТЭНов является малая площадь поверхности теплопередачи, что требует применения специальных методов отвода тепловой энергии

Крепление картриджных моделей в основном осуществляется при помощи фланцевого соединения. Обычно они используются в промышленности для нагрева обрабатываемых деталей экструдеров.

Существуют и другие конструктивные типы нагревательных элементов, но они в основном используются в промышленном производстве и не влияют на рассматриваемый предмет.

Дополнительные функции электронагревателей

Выше были рассмотрены простейшие конструкции устройств, не имеющих встроенных механизмов регулировки.

Группа терморегуляции может иметь механическую или электронную автоматику. Последний более точен, но требователен к параметрам домашней электросети

А вот электрические водонагреватели можно оснастить простейшей автоматикой, которая наделяет прибор дополнительными функциями.

К ним относятся:

  1. Терморегуляция. ТЭНы со встроенным термостатом для нагрева имеют датчик температуры, который срабатывает при нагреве рабочей жидкости до определенного уровня. Электрическое сопротивление регулируется снаружи фланца.
  2. Антифриз. Эту функцию обеспечивает упрощенный термостат, который работает только при понижении температуры до 0-2 ° C. Предотвращает замерзание воды в трубах отопления, потребляя минимум электроэнергии.
  3. Турбонагрев, обеспечивающий принудительный нагрев рабочего тела при первоначальном пуске оборудования. Следует помнить, что электропроводка в помещении должна выдерживать кратковременное повышение мощности.

Устройств, поддерживающих дополнительные функции, не так много, ведь зачастую регулировка работы отопительных приборов в целом осуществляется с помощью отдельного блока автоматики.

Как выбрать ТЭН для отопительного оборудования?

Выбирая ТЭН для замены в водонагревателе или радиаторе, следует обращать внимание на его мощность, конструкцию, длину шланга и наличие дополнительных функций. Поэтому перед покупкой нужно как можно больше узнать обо всех его особенностях.

Расчет мощности устройства

Большая мощность ТЭНа не всегда является положительным качеством.

При выборе важно учитывать несколько факторов, связанных с уровнем энергопотребления:

  • объем помещения.
  • максимальная мощность теплопередачи нагревателя в целом;
  • емкость электропроводки;

Невозможно приобрести прибор мощностью более 75% от максимального уровня теплопередачи отопительного оборудования.

Например, есть радиатор с 10 секциями, каждая из которых отводит в воздух 150 Вт тепла, что в сумме составляет 1,5 кВт. При установке электронагревателя мощностью 2 кВт поверхность аккумулятора не сможет быстро отдать всю генерируемую энергию. В результате ТЭН будет постоянно отключаться из-за перегрева.

Причиной быстрой поломки ТЭНа может быть неправильный выбор мощности прибора. Из-за системного перегрева змеевика со временем сгорает

В квартирах с изношенной проводкой постоянная нагрузка на розетку не должна превышать 1,5-2 кВт, иначе это может загореться и привести к печальным последствиям. Поэтому перед покупкой ТЭН необходимо проверить состояние проводки и при необходимости демонтировать старую и проложить новую электрическую сеть.

После того, как вы решили проблему с электрической системой и возможностями оборудования, вы можете приступить к расчету мощности, необходимой для поддержания комфортной температуры в помещении.

В хорошо утепленных домах и квартирах хватит уровня 40 Вт / м3. А если в окнах есть щели, мощность обогрева следует увеличить до 60-80 Вт / м3. Купить конкретную модель можно только после учёта всех описанных выше энергетических факторов.

Учет конструктивных особенностей

Большинство нагревательных элементов имеют корпус из легированной стали, который обеспечивает прочность и коррозионную стойкость. Медные устройства в основном используются в водонагревателях, хотя в самодельных радиаторах нет ограничений по их применению.

В чугунных и стальных радиаторах нежелательно использование нагревательных элементов из цветных металлов. Это может привести к ускоренному износу материалов и соединений

Также при выборе необходимо учитывать направление резьбы заглушки, которая может быть правой или левой. Различные модели электронагревателей отличаются еще и диаметром фланцев. Они могут быть размером от 0,5 до 1,25 дюйма.

Обычно к ТЭНу хорошего производителя прилагается краткая инструкция с описанием его конструктивных параметров. Их изучение поможет вам приобрести устройство, точно подходящее к имеющемуся у вас отопительному оборудованию.

Длина трубы отопления

Длина трубки – одна из основных характеристик, определяющих эффективность устройства.

Его большая длина при той же мощности приводит к увеличению поверхности электронагревателя и ускорению теплообмена с рабочим телом. Это положительно сказывается на сроке службы нагревательного элемента и скорости циркуляции теплоносителя.

ТЭНы с длинной трубой идеально подходят для установки в самодельные бревна, удобны для обогрева больших помещений и хозяйственных построек

желательно, чтобы шланг проходил по всей длине рабочей зоны каменки, не доходя до противоположной стены на 6-10 см. Такая рекомендация позволит быстро и равномерно нагреть теплоноситель.

Наличие дополнительных функций

Не всегда нужно переплачивать за дополнительную функциональность ТЭНов. Если ТЭН используется как вспомогательный и не имеет собственной встроенной автоматики, имеет смысл приобрести модель с терморегулятором.

Но если у радиатора или электрического конвектора есть свои датчики температуры и механизмы контроля температуры, то дополнительные функции останутся незапрошенными.

Электроника, встроенная в вилку нагревательного элемента, должна иметь механизмы безопасности, чтобы в случае отказа платы управления не произошло возгорания

Поэтому покупать дорогие электронагреватели со встроенной автоматикой рекомендуется только в том случае, если в таком оборудовании есть явная потребность. Если вам необходим индивидуальный подбор температурных обоев, лучше приобрести терморегулятор в одной торговой точке, который можно использовать периодически.

Что касается производителей нагревательных элементов, то их выбор не принципиален. Основные поставщики – российские, украинские, турецкие и итальянские компании. Качество их продукции более-менее одинаковое, поэтому переплачивать за бренд нет смысла.

Выводы и полезные видео по теме

Видео № 1. Практический обзор различных типов нагревательных элементов:

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: