Электрообогреватель, тэн (тен) для отопления: типы и виды оборудования

Электрокотел своими руками.

Все выступы, заусенцы и остатки сварочных работ необходимо тщательно зачистить с помощью болгарки. Внутренняя поверхность площадки свода должна быть идеально ровной. Патрубки для установки ТЭНов будут выступать лишь с внешней стороны на 1 см.

У нас получился довольно мощный электрокотел своими руками с 3 ТЭНами. Если вам нужен агрегат попроще, по такому же принципу его можно собрать на 1 или 2 ТЭНа.

Виды ТЭНов для отопительных приборов

Простота изготовления ТЭНов не всегда оборачивается удобством для пользователей. Многие производители выпускают электронагреватели со специфической формой и креплением. В случае поломки их довольно сложно купить в магазине. Поэтому для правильного выбора необходимо изучить все возможные конструктивные варианты.

Трубчатые модели для бытового отопления

Трубчатая конструкция электронагревателей является самой распространенной в мобильных масляных обогревателях, переносных и настенных электрических радиаторах. Передача тепла в них может происходить с помощью: конвекции, ИК-излучения или теплопроводности.

Готовые ТЭНы с регулятором и собственным шнуром питания можно покупать только при уверенности, что длины провода будет достаточно

Форма и длина трубки в таких устройствах может быть любой и диктуется лишь конструктивными особенностями. К примеру, ТЭН микатремического обогревателя представляет собой змеевик, расположенный за минеральной пластиной. Нагреваясь, пластина излучает инфракрасное тепло.

Наиболее распространены такие его характеристики:

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

ТЭНы мощностью более 2,5 кВт в бытовых отопительных приборах не применяются, потому что квартирная проводка просто не выдержит большей нагрузки.

Оребренный вариант электронагревателей

Оребренные приборы представляют собой модификацию трубчатого ТЭНа. Их особенностью является наличие множества тонких стальных пластин, расположенных вдоль всей длины устройства. Такая конструкция резко увеличивает площадь контакта с окружающей средой, обеспечивая высокую скорость её нагрева.

Оребренные ТЭНы стоят дороже, требовательны к объему рабочего пространства, но обеспечивают более высокие потребительские характеристики отопительного оборудования

Используются оребренные модели преимущественно в обогревателях для воздушного отопления. Они обеспечивают быстрое повышение температуры в помещении, особенно при наличии встроенного вентилятора.

Блочные конструкции ТЭНов

Блочный вариант представляет собой несколько совмещенных на базе единого крепления трубчатых нагревателей.

Особенное внимание при выборе блочных ТЭНов необходимо обращать на их мощность и способность котла с насосом обеспечить отвод тепла

Такая конструкция используется при сочетании двух факторов:

1. Потребность в повышенной мощности прибора и высокой скорости нагрева рабочей среды.
2. Невозможность быстрой передачи тепловой энергии от спирали к окружающей среде из-за малой площади наружной оболочки.

Фактически в блочном ТЭНе снижается нагрузка на каждую нагревательную трубку и увеличивается скорость теплопередачи. Такие устройства входят в состав бытовых отопительных котлов и промышленных электронагревательных установок.

Мощность блочных моделей может составлять 5-10 кВт, поэтому при их размещении в квартире требуется протягивать в помещение дополнительный электрокабель.

Приборы патронного типа

Патронные ТЭНы имеют вид трубки с одним свободным концом, что обусловлено особенностью их установки. Наружная оболочка выполнена обычно из полированной стали, чтобы обеспечивать максимальный контакт с окружающим материалом. Такие трубки плотно вставляются в соответствующее отверстие отопительного прибора.

Главным недостатком патронных ТЭНов является малая площадь теплоотдающей поверхности, что требует применения специфических способов отведения тепловой энергии

Фиксация патронных моделей производится преимущественно с помощью фланцевого соединения. Используются они обычно в промышленности для нагрева рабочих частей экструдеров.

Существуют и другие конструкционные виды ТЭНов, но они применяются в основном в промышленном производстве и не затрагивают рассматриваемую тему.

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.

• Экологичность отопительной системы. При использовании электронагревательных приборов нет нужды запасать и хранить какое-бы то ни было топливо, и нет вредных продуктов горения, которые попадают в окружающую среду;
• Возможность автономной установки отопительной системы при отсутствии доступа к другим тепловым ресурсам (например, газу);
• Малые габариты и большой выбор моделей по мощности и функционалу;
• Возможность автоматизации процесса отопления: установка ТЭНов с терморегулятором;
• Невысокие расходы на покупку и установку. Есть модели, стоимость на которые не превышает 1000 руб. А установку ТЭНов в радиаторы отопления можно произвести самостоятельно.

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.

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.

Как самостоятельно обустроить электрическую систему отопления

Прежде чем использовать тэн в радиаторах отопления, стоит определиться с необходимой мощностью отопления

Также важно обладать информацией о характеристиках электрического нагревательного элемента, в частности, о его производительности. Это позволит избежать перегорания проводки и лишних затрат на покупку нового кабеля

Нужно понимать, что самостоятельное обустройство отопления при наличии некоторых ошибок может привести к недостаточно эффективному обогреву жилья или и вовсе неправильной работе системы. Чтобы все стабильно функционировало, рекомендуется обзавестись терморегулятором. Дополнительно стоит выполнить монтаж специальной защитной коробки, функционирование которой рассчитано на мощность определенных тэнов.

Расчеты

Число и производительность устройств для обогрева дома на основе электрической системы отопления вычисляется с учетом объемов помещений. Для начала выбираются средние показатели мощности, достаточные для качественного отопления 1 м3 жилплощади.

Средние значения для помещений:

• с надежной теплоизоляцией, оборудованной согласно европейским стандартам – 20 Вт/м3;
• с современными стеклопакетами, эффективной изоляцией перекрытий и стен – 30 Вт/м3;
• с недостаточно надежной теплоизоляцией – 40 Вт/м3;
• с откровенно плохой изоляцией – 50 Вт/м3 и более.

Опираясь на вышеуказанные расчеты, определяется необходимая мощность для качественного отопления конкретного помещения. Исходя их тех же значений, подбирается достаточное количество нагревательных элементов.

Правильное выполнение расчетов является крайне важным. Как показывает практика, при грамотном подборе оборудования и надежном монтаже установка электрического отопления даже в деревянный дом становится абсолютно безопасным решением.

Независимо от производителя устанавливается тэн в радиаторы отопления по единому принципу. Чтобы выполнить самостоятельный монтаж нагревательного элемента, достаточно следовать инструкции:

1. Прибор, куда будет произведен монтаж, должен быть обесточен.
2. Приостанавливается подача рабочей жидкости в батареи, после чего происходит ее слив.
3. Вместо нижней пробки устанавливается нагревательный тэн, который должен войти в трубу для подачи воды.
4. Восстанавливается подача жидкости, а затем происходит проверка герметичности радиатора.
5. Обогревательный элемент подсоединяется к электросети.

Меры предосторожности

Применяя тэн для радиаторов системы отопления, следует придерживаться определенных требований безопасности.
Устанавливая отопление, важно проверить надежность работы вентиляции. Также при выполнении работ необходимо переместить легко воспламеняемые и взрывоопасные вещества в защищенное, труднодоступное место на безопасное расстояние от отопительного прибора.
Прежде чем выполнять подключение отопительного устройства с тэном и терморегулятором, стоит лишний раз проверить, насколько электропроводка справляется с возложенной на нее нагрузкой

Превышение допустимой мощности чревато перегревом проводов, возникновением коротких замыканий и возгораний.

• При подсоединении обогревательных приборов с тэнами нужно избегать применения обычных бытовых переносок. Оптимальным вариантом считается эксплуатация сетевых фильтров. Такое решение позволяет автоматически обесточить прибор при скачках напряжения в системе.
• Абсолютно недопустимо использовать батареи с электрическим нагревательным элементом для просушки вещей.
• При работе тэна происходит интенсивный подогрев рабочей жидкости. Его эксплуатация на протяжении долгого времени приводит к выжиганию кислорода. Поэтому длительное нахождение в таком помещении скрывает в себе опасность для здоровья.

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:

1. Предельную простоту монтажа. С этой работой справится каждый начинающий мастер.
2. Невысокую стоимость устройства, правда, имеется в виду цена одного ТЭНа, без дополнительного оборудования.
3. Большую надежность по сравнению с масляными радиаторами. Кроме того, батареи с ТЭНами ремонтопригодны. При выходе оборудования из строя будет достаточно заменить нагреватель.
4. Наличие дополнительных опций и функционала.
5. 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 электрические конвекторы 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.

Монтаж

Теплые подоконные плиты – это дорогое удовольствие, если только они не сделаны своими руками.

Простым решением является оснащение нагревателем несущего основания, а в подоконной доске формирование 1-2 конвекционных решеток. Более сложная и трудоемкая, но не менее эффективная (а может и более) конструкция — это бетонный блок с элементами нагрева (тэнами или водопроводными трубками).

Подготовка материалов и инструментов

Для монтажа нагревательного устройства могут понадобиться следующие инструменты и материалы:

• болгарка (УШМ) с набором;
• перфоратор и различные насадки (отбойник, миксер);
• сварная металлическая сетка;
• фольгированный изолон;
• клеевой раствор (плиточный клей или т.п.);
• цемент с песком (для монолитного бетонного подоконника);
• медная трубка (для водного теплоносителя);
• тэны (для электрического устройства);
• материалы для создания формовочной опалубки и т.д.

Пошаговый процесс

Рассмотрим два основных способа монтажа обогрева. Начнем с обустройства основания, на которое будет крепиться подоконник с конвекционными решетками.

Примерный монтаж

1. Перед монтажом обогрева следует подготовить основание. Для этого с помощью перфоратора его углубляют на 5-6 см.
2. Формируется опалубка со стороны комнаты высотой 2-3 см: два откоса, низ оконного блока и деревянная доска составляют емкость, которая в дальнейшем будет заливаться стяжкой.
3. В нее укладывается фольгированный изолон фольгой вверх.
4. Заливается стяжка толщиной около 1 см.
5. На нее укладывается фольга, на которую помещаются нагревательные элементы (электрические или водные). Их необходимо зафиксировать любым удобным способом (клей, саморезы и т.д.), главное,их не повредить.
6. Все заливается цементным раствором.

После затвердения раствора на полученное основание крепится подоконник. В качестве связующего состава нельзя использовать средства с высокими теплоизоляционными свойствами, например, монтажную пену.

Полученное устройство подключается к источнику тепла. В случае, если в качестве теплоносителя используется вода, то обогреватель необходимо оснастить запорными кранами и краном Маевского. При монтаже электрической системы нужен понижающий трансформатор, блоком управления и система защиты.

Видео о другом варианте монтажа:

Примерный порядок работ

Наиболее простое конструкторское решение – это формирование бетонной плиты с помещенными внутри тэнами или водопроводными трубками.

1. Готовится форма для заливки бетонной плиты. В соответствии с необходимыми размерами подбирается фанерный лист подходящей формы. Фанеру лучше выбирать качественную с гладкой поверхностью. Это позволит избежать этапа финишной шпатлевки. К ней прикрепляются боковины, достаточные для заливки слоя бетона необходимой толщины.
2. В полученной форме на расстоянии не менее 1 см от фанеры укладывается медная водопроводная труба небольшого диаметра или электрический нагревательный провод. Закреплять эти элементы можно любым удобным способом. Для труб применяется крепление под полипропиленовые трубки.
3. Сверху на тэны укладывается металлическая сварная армирующая сетка. Крепить ее можно на вязальную проволоку или пластмассовые стяжки.
4. Трубы необходимо оснастить краном Маевского и другими фитингами.
5. Для заливки готовится бетонный раствор: соотношение материалов выдерживается соответствии с маркой портландцемента.
6. Бетон затвердевает в течение одних суток, а прочность набирает после 2 дней.
7. Черновой подоконник готов, переходят к его финишной обработке. Шлифовальной машинкой закругляют углы. При необходимости, когда на лицевой стороне имеются дефекты, поверхность следует зашпаклевать.
8. Его покрывают краской и устанавливают на место.
9. Подключают к электросети или к отоплению

Как используются для радиаторов отопления

Основной функцией электронагревателей трубчатого типа для радиаторов является нагрев жидкости в автономной или централизованной системе отопления. Используется устройство как второстепенный или главный тепловой источник.

В качестве автономной системы и единственного нагревателя теплоносителя ТЭНы применяются в таких случаях:

1. Необходимость обогрева помещений, где нет другого вида отопления. Это может быть мастерская, гараж или сельскохозяйственное сооружение. Главным условием установки радиаторного электронагревателя является небольшие размеры постройки. Эффективней при этом заполнять батареи маслом невысокого уровня вязкости, так как оно имеет достаточно низкую температуру замерзания.
2. При условии периодического прогрева помещения. Чаще всего такими сооружениями являются дачи с отсутствием основной отопительной системы. При этом количество установленных ТЭНов их мощность должна соответствовать объему помещения.

Как дополнительное устройство основному отоплению трубчатый электрический нагреватель может устанавливаться:

1. В многоэтажных домах. ТЭН в радиаторы монтируется в квартирах, если основное отопление не имеет особой эффективности. Устройство помогает создать и поддержать необходимый микроклимат в помещении. Но его установка требует ограничения доступа воды, которая циркулирует по отопительной системе всего дома. В таком случае применение ТЭНа совершенно не практично, так как получается двойная оплата за обогрев – за работу электронагревателя и в ЖЕК за использование теплоносителя.
2. В частных домах. Установка ТЭНа производится, если нет возможности регулярно вносить дрова в котел на твердом топливе. В такой ситуации трубчатый нагреватель не дает полностью остыть теплоносителю и в помещении постоянно поддерживается необходимая температура.

ТЭН для радиатора устанавливается и в частных и в многоквартирных домах Использование ТЭНа для газовых котлов не имеет смысла, так как такие агрегаты прекрасно справляются с обогревом за счет автоматизированной системы.

Заключение

На сегодняшний день все больше людей хотят перейти от традиционных отопительных систем к альтернативным. С каждым годом любой тип топлива растет в цене, а это не может не отражаться на семейном бюджете. Таким образом, ждать того, что цены на отопление понизятся, значит грезить о несбыточном. Во многих развитых странах специалисты и ученые каждый год пытаются решить проблему альтернативного отопления.

Наиболее рекламируемый вариант отопительной системы – это солнечные батареи. Такие разработки эффективны только в тех регионах, где солнце светит минимум 15-20 дней в месяц. Ветряные генераторы есть во многих развитых странах, но простому потребителю они не совсем доступны.

Видео

Видео #1. Практический обзор ТЭНов различных типов: