Воздушный ТЭН: виды, характеристики, преимущества и недостатки

Сама трубка изготавливается из стали, углеродистой или нержавеющей. После помещения внутрь и центровки спирали, трубку заполняют специальным теплоносителем – периклазом и герметизируют. Находясь под высоким давлением, периклаз фиксирует спираль по оси и после этого ТЭН изгибают и придают ему необходимую форму в зависимости от модели.

Назначение отопительных Нагревательных элементов трубчатого типа

Электрические Трубчатые нагреватели снискали популярность благодаря собственной многофункциональности и высокому КПД. Вся потребляемая ими электрическая энергия расходуется по целевому направлению – на обогрев окружающего пространства.

Ключевыми устройствами для обогрева помещения, где применяются Трубчатые нагреватели считаются:

  1. Переносные и стационарного типа масляные электрические обогреватели.
  2. Радиаторы работающие на воде отопления.
  3. Сушители полотенец для ванной.
  4. Электрические камины.
  5. Электрические конвекторы.
  6. Электробойлеры.

Указанное оборудование может применяться в качестве основополагающего или дополнительного источника обогрева. Стоит оно дешево, легко устанавливается и не требует больших способностей при работе.

Конструкция и принцип действия

Устройство электрического тэна довольно примитивно. Оно выглядит как металлический цилиндр, внутрь которого помещена в специальном изоляторе медная или стальная прочная проволочная спираль. В виду того что ТЭН для отопительных батарей монтируется вместе с терморегулятором, его кроме функции нагрева применяют и для настройки температуры теплоносителя.

Цилиндр со спиралью защищается корпусом, который оборудован датчиками контроля. Их задачей является мониторинг прибора от перегрева. Кроме того, устройство для дополнительной надежности подвергается гальванизации. Хромирование и никелирование позволяют повысить прочность нагревательного элемента и тем самым создают дополнительную защиту, которая предотвращает контакт человека с электричеством.

Помимо основных  задач нагрева и терморегуляции, современные ТЭНы для отопительных радиаторов выполняют еще дополнительные задачи:

Конструкция и принцип действия
  1. В режиме «анти замерзания» поддерживается постоянная температура теплоносителя в +10оС, этого вполне хватает для того, чтобы теплоноситель не замерз в трубах. После того, как вода подогревается до необходимой температуры, ТЭНы отключаются до того момента, пока ее температура не падает ниже установленной отметки.
  2. При комплектации автономной отопительной системы в частном доме батареями с интегрированными ТЭНами, наиболее удачным будет использование режима «Турбо». Устройство работает на полную мощность, благодаря чему система и воздух в помещении разогреваются практически мгновенно. В дальнейшем задачей ТЭНов является поддержание установленного уровня температурного режима в системе, что позволяет существенно сэкономить энергоресурсы при отоплении.

Среди большинства потребителей есть мнение, что лучшим вариантом в качестве теплоносителя для радиаторов со встроенным ТЭНом является техническое масло, ввиду его свойств быстрого разогрева и медленного остывания. Но это не говорит о том, что подобные радиаторы нельзя использовать в водяной отопительной системе.

Особенности гибких воздушных ТЭНов

Гибкие элементы демонстрируют высокотехнологичный подход к организации функции нагрева. Они отличаются тем, что даже руками без применения специального инструмента пользователь может придать изделию ту или иную форму. Важно подчеркнуть, что гибкая структура нисколько не принижает рабочие качества устройства – ТЭН вполне может конкурировать в показателях термической стойкости и мощности с традиционными моделями, в том числе и жидкостными. Применяются ТЭНы воздушные электрические в специальном горячеканальном оборудовании и пресс-формах. То есть специфика эксплуатации сама обусловила необходимость создания гибкой структуры. В некотором отношении получается контурный нагрев целевого участка.

Плюсы и минусы использования ТЭНов для отопления дома

Основной минус такого способа обогрева, как и в случае с прочими электроприборами, это стоимость эксплуатационных расходов. Электроэнергия по-прежнему самый дорогой источник тепла (если, конечно, у вас нет возможности использовать бесплатную энергию солнца или ветра, и вы подключены к магистральной электросети). Еще один минус – невозможность ремонта в случае выхода из строя спирали. Однако есть и некоторые положительные моменты, которые в некоторых случаях могут стать приоритетными.

И напоследок несколько советов по самостоятельной установке трубчатых электронагревателей.  Как же правильно врезать тэн в систему отопления? Прежде всего, нужно правильно выбрать модель, измерив диаметры радиаторов, куда предполагается устанавливать ТЭН и произведя расчеты мощности. Затем внимательно прочитать инструкцию к прибору, где должно быть указано требуется ли дополнительная герметизация или нет. Это один из важнейших моментов, поскольку контакт проводника с теплопроводящей жидкостью приведет к тому, что ваши радиаторы окажутся под напряжением, а это опасно для жильцов. Если производитель указывает на необходимость дополнительной герметизации, то ее обязательно нужно сделать. Кроме того, недопустимо использование приборов электрообогрева без заземления.

Читайте также:  Какой должна быть схема отопления из полипропиленовых труб

Расположение ТЭНов в чугунной батарее отопления

Установка ТЭНов в чугунные батареи отопления имеет ряд особенностей. Связаны они с диаметром  патрубка и направлением резьбы. В целом порядок установки отопление ТЭНами в существующую систему таков: отключить систему отопления от источника тепла, слить воду, установить ТЭН, залить теплоноситель, проверить работоспособность системы. При использовании в системе радиаторов отопления ТЭНов  с терморегуляторами необходимо также проверить их работоспособность после монтажа. Желательно также установить датчики воды и проверить углы наклона радиаторов. Поскольку воздушные пробки могут существенно повлиять на работу всей системы и вывести из строя ТЭН.

Выводы

ТЭНы для радиаторов не дают никакой экономии электроэнергии по сравнению с другими видами электроотопления. Применение их в городской квартире практически невозможно, в газифицированном частном доме не имеет смысла. Сравнение с электрокотлом и традиционными масляными нагревателями тоже по многим параметрам не в пользу радиаторных ТЭНов. Наиболее востребованная область применения — бытовки, хозяйственные помещения, где когда-то было установлено водяное отопление, но по каким-то причинам перестало функционировать. Установка в новом жилье комплекта радиатор + ТЭН + терморегулятор зачастую неоправданна, система отопления на основе котла эффективней, кабельный греющий пол комфортней, а масляный радиатор или конвектор обойдутся дешевле, к тому же установить их ничего не стоит. В заключение отметим, что условием беспроблемной эксплуатации отопления является монтаж ТЭНа в радиатор грамотным специалистом в точном соответствии с инструкцией.

Регулировка мощности ТЭНа | Страница 2

У меня при ректификации другая задача. Мне нужна одинаковая скорость пара в колонне, обеспечивающая оптимальный режим разделения, на всех этапах ректификации термометр тут не семь или восемь назад, начитавшись Креля, я стал управлять нагревом, стабилизируя давление в кубе, и этот способ нашел широкое распространение, но со временем, когда в продаже появились недорогие и достаточно надежные стабилизирующие регуляторы напряжения, стал пользоваться этим способом. Ну и следующий шаг пару лет назад — «оседлание» микроконтроллеров и создание собственных устройств, объединяющих стабилизацию нагрева с полным управлением технологическим процессом и контролем основных параметров я в дебри вернутья к вопросу фазного управления нагревом в Вашем устройстве, то тут на мой взгляд можно обойтись достаточно простым способом. Например, иметь 5 или 10 фиксированных точек настройки, соответствующих изменению мощности с шагом 10 или 20%. Наверное ПИД регуляция — это перебор для решения такой задачи. Наверное вполне хватит прорционального регулирования, но это уже открывающего импульса должна быть не меньше 5 микросекунд (симистор открывается через две), но может быть и в тысячи раз больше — этотне критично, важно только чтобы напряжение с управляющего электрода симистора было снято ДО следующего зерокросса, инкче весь следующий полупериод симистор будет открыт.

Я могу расписать задержки между зерокроссом и моментом подачи импульса, открывающего симистор, которые обеспечат заданный процент мощности. Добавлю через несколько минут, надо полезть в эксель.

(ТЭН) Трубчатые электронагреватели

Как аббревиатуру ТЭН можно расшифровать как трубчатый электронагреватель. Применяются ТЭНы для нагревания различной среды (воздуха, газов, воды и других) посредством конвекции, теплопроводности, излучения тепла путем преобразования электроэнергии в тепловую.

Типичная конструкция ТЭНа представляет собой металлическую трубку, как правило, тонкостенную, оснащенную спиралью из металла с высоким сопротивлением. Трубка полая, свободное пространство в ней заполняется материалом (средой), обладающим хорошей теплопроводностью. Этот наполнитель служит и изоляцией спирали от внутренней стенки трубки. Наполнителем чаще всего является кристаллическая окись магния (периклаз). Оболочка (трубка) изготавливается из нержавеющей или углеродистой стали, меди, латуни . Благодаря отсутствию контакта разогретой спирали с воздухом и ее надежной фиксации внутри нагревателя заполнены термостойким и предохраняющим от влаги герметиком. Между торцом трубки и контактным устройством крепится керамическая изолирующая деталь. Конфигурация ТЭНа может быть любой, диаметр трубки достигает 20 мм, единичная мощность до 8 кВт. Как правило, ТЭН оснащается крепежной арматурой.

Как любой электроприбор, у ТЭНов существуют свои правила монтажа и эксплуатации. Недопустимо крепление нагревательных трубок на контактные стержни. Они не должны соприкасаться друг с другом: минимально возможное расстояние между нагревателями составляет 5 мм. Корпус каждого ТЭНа обязательно должен быть заземлен. Во время эксплуатации необходимо, чтобы уровень нагреваемой среды (например, жидкости) был выше активной части нагревателя минимум на 20 мм. Оболочка ТЭНа должна систематически очищаться от накипи.

Читайте также:  Преимущества и недостатки отопления электрическим котлом

При эксплуатации ТЭН температура на поверхности электронагревателя не должна превышать 450?С в рабочих средах S, O, L; 600?С в рабочих средах Т и 100?С в рабочих средах P, J.

Возможно изготовление оребрённых  ТЭНов (ТЭНР).

ТЭНР представляет собой трубчатый электронагревательный элемент, на оболочке которого закреплена стальная лента. Благодаря увеличения площади поверхности увеличивается теплоотдача электронагревателя, в результате чего, по сравнению с неоребренным нагревателем, достигается увеличение мощности.

Производственные возможности

Мы можем предложить Вам практически любые ТЭНы:

  • Любых электротехнических параметров
  • Любой конфигурации
  • Длиной до 6.0 метров и более (составные)
  • Диаметром 6.0, 6.5, 7.4, 8.0, 8.5, 10.0, 13.0, 16.0, 18.5 мм
  • Квадратного сеч

Типы электрокотлов

Все они делятся на большие группы в зависимости от того, каким способом осуществляется нагревание теплоносителя:

Типы электрокотлов
  • ТЭНовые;
  • индукционные;
  • электродные.

В котлах первой группы используются ТЭНы (трубчатые электронагревательные элементы).

Типы электрокотлов

Принцип работы электрокотла для обогрева дома с использованием электродов основан на способности теплоносителя нагреваться, когда через него проходит электрический ток.

Принцип действия индукционного котла базируется на способности ферромагнетиков нагреваться под воздействием индукционного тока.

Типы электрокотлов

Различаются ОК по величине используемого электрического напряжения. Котлы небольшой мощности (до 6 киловатт) работают на одной фазе (220 вольт), ОК большей мощности подключаются к трехфазной сети напряжением 380 вольт.

Котлы бывают одно- и двухконтурные. Одноконтурные предназначены исключительно для отопления, двухконтурные для отопления и подогрева воды для бытовых нужд.

Типы электрокотлов

Электрокотел на ТЭНах

ТЭНовые котлы

Типы электрокотлов

Устройство электрокотла для отопления на ТЭНах довольно простое. Один или несколько трубчатых нагревателей располагаются в теплообменнике, через которые циркулирует вода или другой теплоноситель. В корпусе ОК находится автоматика, регулирующая температуру воды, а также включающая и выключающая нагревательные элементы.

ТЭН

Типы электрокотлов

ТЭН – это трубка в форме латинской буквы U, сделанная из меди или нержавеющей стали. Внутри проложена спираль, изготовленная из вольфрама или нихрома. В качестве изолятора используется керамика или кварцевый песок.

Как работает электрокотел такого типа? Напряжение подается на концы ТЭНа. Ток, проходя по спирали, нагревает ее. Тепло отдается через песок или керамику, металлический корпус теплоносителю. Циркуляцию теплоносителя по контуру отопления обеспечивает циркуляционный насос.

Типы электрокотлов

Чем хорош ТЭНовый агрегат? Прежде всего простотой установки и низкой ценой котла. В плюс можно записать быстрый нагрев жидкости. Существенным недостатком является образование накипи на ТЭНах, что снижает эффективность установки. Чтобы накипь образовывалась в меньших количествах, в воду добавляют сульфат натрия, кальцинированную соду или используют дистиллированную воду.

Электрокотел индукционного типа

Типы электрокотлов

Индукционные котлы

Бытовые котлы индукционного типа появились в 90-х прошлого столетия. Его основные элементы: индукционная катушка и сердечник. Катушка под воздействием электротока генерирует переменное магнитное поле, порождающее вихревые токи в сердечнике. Под их действием сердечник нагревается и передает тепло теплоносителю.

Типы электрокотлов

Котлы индукционные хороши тем, что они очень надежны и долговечны. ОК индукционного типа может прослужить три десятка лет. Он безопасен в эксплуатации. В качестве теплоносителя можно использовать любую подходящую жидкость. Недостатки — довольно высокая цена и значительная масса. Даже небольшой котел весит около двадцати килограммов.

Электродный или ионный электрокотел

Типы электрокотлов

Электродные электрокотлы

Иногда такие ОК называют ионными. В роли проводника тока выступает теплоноситель. Ток возникает из-за разницы потенциалов на помещенных в теплоноситель электродов. Текущий через теплоноситель ток вызывает его нагревание.

Типы электрокотлов

Принципиальная схема

К достоинствам относят высокую экономичность, надежность и быстроту нагрева электрокотлов. В минусы можно записать необходимость в специальном теплоносителе, поскольку обычная вода не годится.

Типы электрокотлов

Радиаторное электрическое отопление дома

Схема установки ТЭНа в радиатор

Радиаторное электрическое отопление дома

До того как врезать тэн в систему отопления нужны параметры радиатора. Главным из них является диаметр соединительного патрубка. В настоящее время производители выпускают изделия с двумя типоразмерами — 1/2 и 3/4 дюйма. Затем проводится сравнительный анализ параметров отопления до и после установки нагревательного элемента.

Радиаторное электрическое отопление дома

Подключение ТЭНа к действующему отоплению

Радиаторное электрическое отопление дома

Если он будет использоваться как дополнительный способ нагрева воды — нужно учесть изменение гидравлического напора при прохождении через радиатор. Так как проходной диаметр в этом месяце системы будет меньше — рекомендуется установить насос большей мощности.

Радиаторное электрическое отопление дома

При подключении радиатора к системе установка тэна для отопления дома будет невозможна. Для этого необходимо либо изменить схему подсоединения на верхнюю, либо установить нагревательный элемент верхней части батареи, что не рекомендуется специалистами.

Радиаторное электрическое отопление дома

Нередко делают монтаж в старые чугунные батареи. Перед выполнением работ нужно сначала проверить направление резьбы патрубка (правое или левое) а также измерить его диаметр. Затем следует придерживаться такой схемы:

Радиаторное электрическое отопление дома
  • Слив теплоносителя. Выполнять монтаж тэна в радиатор отопления при наличии в нем воды запрещено;
  • Проверка уровня батареи. Даже при незначительном угле наклона значительно повышается вероятность образования воздушных пробок;
  • Установка нагревательного элемента в патрубок. Для герметизации отверстий необходимо использовать прилагающиеся к ТЭНу прокладки либо изготовить их самостоятельно;
  • Монтаж блока с терморегулятором, если таковой есть в комплекте.
Радиаторное электрическое отопление дома

Пример установки ТЭНа в чугунный радиатор

Радиаторное электрическое отопление дома

После этого необходимо заполнить систему водой. С помощью установленного крана Маевского удаляются возможные воздушные пробки. Перед включением для обеспечения безопасности с помощью тестера проверяется возможно возникшая цепь нагревательная спираль-батарея. Если она есть — нужно демонтировать тэн и установить его снова, улучшив герметизацию.

Радиаторное электрическое отопление дома

Радиаторный электрический обогрев

Радиаторное электрическое отопление дома

При организации отопления на тэнах, сделанного своими руками, монтаж трубопровода не обязателен. На каждый радиатор следует выполнить установку нагревательного элемента. При этом возможно монтировать различные по мощности модели в зависимости от теплового режима в конкретной комнате дома. Преимущества подобной системы заключаются в следующем:

  • Экономия на закупке материалов и уменьшение трудоемкости монтажных работ;
  • Если используется тэн с терморегулятором для отопления и подключенный к нему датчик температуры — регулировка степени нагрева комнаты будет выполняться автоматически;
  • Минимальная инерция нагрева системы.
Читайте также:  Как установить твердотопливный котел, обвязка

Но все эти положительные качества может перекрыть общая стоимость обслуживания. Поэтому прежде чем делать отопление с помощью электрических тенов, нужно подсчитать не только стоимость закупки материалов и комплектующих, но и последующие затраты на электричество. Только после этого внедрять систему отопления такого типа.

Рекомендуется приобретать заводские радиаторы с установленными ТЭНами. Эффективность их работы выше чем у самодельных, так как в качестве теплоносителя используется специальное масло. Даже при выключенном нагревательном элементе она некоторое время будет отдавать тепло в помещение.

Основные варианты современных электрокотлов

Существует не один вариант конструкции котла для электрического отопления. Самым простым является встроенный ТЭН. Необходимо обратить внимание на трубу, куда монтируется ТЭН. Она обязательно должна быть категории съемной, что касается диаметра, то лучше, если он будет больше, чем иные подобные элементы.

Съемная труба требуется для осуществления работ, связанных с ремонтом, если ТЭН выйдет из строя. Кроме того, труба, которая имеет встроенный ТЭН, может быть отнесена к категории особых компактных котлов. Стоит отметить, что данная система отличается высокими показателями эффективности.

Оборудование такого плана можно произвести из специальной, выполненной из стали трубы. Здесь, чем котел меньше по размерам, чем более эффективно он будет осуществлять свою работу. Нет необходимости нагревать лишнюю воду и соответственно тратить большое количество киловатт энергии.

Для эффективного обогрева относительно небольшого по площади дома из двух-трех комнат, достаточно взять элемент трубы, диаметр которой равен 220 мм, а показатели длины должны составлять всего половину метра.

С двух сторон труба должна быть герметично заварена специальными крышками из стали. При этом в верхнем элементе необходимо сделать специальное отверстие, которое будет предназначено для присоединения отводной трубы. По данной трубе будет осуществляться передвижение горячей воды к установленным радиаторам. В нижнем элементе построенного котла, с одной из его сторон проделывается точно такое же отверстие, потом туда будет присоединяться труба, но уже с прохладной водой.

Для подобной конструкции можно задействовать ТЭН, с параметрами мощности в 1 Квт. Он осуществляет обогрев от стандартной сети в 220 Вольт. Что касается самого ТЭНа, то его можно быстро инсталлировать в расположенную снизу крышку нового котла или с одной их боковых сторон. Главное чтобы это была сторона, находящаяся на другой стороне патрубка, в нее обычно поступает уже холодная вода.

Важно!

Электрокотел такого плана в состоянии работать круглосуточно. Если произвести установку в его конструкции дополнительного автоматического оборудования, можно будет вполне спокойно поддерживать требуемый температурный режим. Кстати, он обычно выставляется посредством специального регулятора.

Установка регулятора обязательна, так как именно он в состоянии эффективно защитить оборудование от перегрева. Кроме того, монтированная автоматика предоставляет оптимальную возможность экономить материальные средства на общем количестве потребляемой энергии.