ТЭН для нагрева воды с терморегулятором: предназначение ТЭНов

Здесь вы узнаете:

• Назначение нагревательных элементов
• Выбор нагревательного элемента
• Как подключить ТЭН с терморегулятором

Электрическое водонагревательное и отопительное оборудование завоевало большой спрос у потребителей. Он позволяет быстро организовать отопление и горячее водоснабжение с минимальными первоначальными затратами. Некоторые люди даже изготавливают такое оборудование самостоятельно, своими руками. А сердце любого самодельного прибора – ТЭН с терморегулятором.

Как правильно выбрать нагревательный элемент и на что следует ориентироваться при его выборе? Вариантов довольно много:

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

Прочитав этот обзор, вы научитесь самостоятельно разбираться в нагревательных элементах с термостатами и сможете их подключить.

Предназначение ТЭНов

Зачем нужны ТЭНы с термостатами? На их основе проектируются автономные системы отопления, создаются бойлеры и проточные водонагреватели. Например, ТЭНы монтируются непосредственно в батареи, в результате чего рождаются секции, способные работать самостоятельно, без отопительного котла. Отдельные модели ориентированы на создание антифризных систем – они поддерживают низкую положительную температуру, предотвращая замерзание и последующую поломку труб и батарей.

В эту батарею встроен ТЭН с термостатом, с его помощью дом обогревается.

На базе ТЭНов создаются накопительные и проточные водонагреватели. Покупка котла доступна далеко не каждому человеку, поэтому многие собирают их самостоятельно, используя отдельные комплектующие. Вставив ТЭН с термостатом в подходящую емкость, мы получим отличный водонагреватель накопительного типа – потребителю остается только оснастить его хорошей теплоизоляцией и подключить к водопроводу.

Накопительные водонагреватели наливного типа также создаются на основе ТЭНов. По сути, это емкость с водой, наполненная вручную. В баки летнего душа также встроены ТЭНы, которые обеспечивают нагрев воды до заданной температуры в непогоду.

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

Трубчатые электронагреватели для воды

Нагревательные элементы для нагрева воды обычно изготавливаются из нержавеющей стали, если они используются для пищевых продуктов, или из меди для водонагревателей. Даже в районах, где вода жесткая, в них следует устанавливать нагревательные элементы из нержавеющей стали, так как медь быстро выходит из строя из-за накипи. ТЭНы для водонагревателей по конструкции не отличаются от других, кроме повышенных требований к герметичности и наличия термостата в упаковке. У вертикальных водонагревателей форму делают прямой, а у горизонтальных с дополнительным изгибом, чтобы вода нагревалась ближе к низу. Оба конца трубы закреплены на фланце из латуни, углеродистой или нержавеющей стали.

Вопрос выбора

Вечных нагревательных элементов сегодня не существует. При нагреве металл постепенно истончается на изгибах и рано или поздно нить рвется. Преждевременный выход из строя ТЭНа может быть связан с перегревом, особенно часто таким образом перегорают ТЭНы ГВС, включаемые при недостатке воды в водонагревателе.

Правильный выбор нагревательного элемента позволит агрегату прослужить долгие годы без замены ТЭНа.

Высокая цена не всегда является критерием правильного выбора, нередки случаи, когда дорогие ТЭНы известной фирмы проработали не более 6 месяцев.

1. Необходимо проверить наличие у продавца документов на продаваемый товар. Гарантия, которую дает производитель на нагревательный элемент, также является косвенным признаком качественной продукции. Чем дольше гарантийный срок, тем надежнее купленный товар.
2. Правильный выбор нагревательных элементов невозможен без выбора нагревательного элемента с мощностью, необходимой для нагрева жидкости. Если ТЭН менее мощный, чем необходимо, вода не будет нагреваться до температуры, на которую рассчитан водонагреватель. В том случае, если элемент использует большую электрическую силу, возможна чрезмерная нагрузка на провода. Поэтому при замене этого элемента необходимо выбирать ТЭН только такой мощности, на которую рассчитан данный водонагреватель.
3. При выборе необходимо выбирать современные устройства для отключения подачи электрического тока. Наиболее продвинутыми в этом плане являются термостаты, где для регулировки температуры нагрева используется электроника. Агрегаты, в которых рабочим элементом являются твердые ТЭНы, расширяющиеся при нагревании, устарели и имеют ограниченный срок службы.
4. Правильный выбор возможен только в том случае, если устройство сможет свободно поместиться в бак, иначе установка такого нагревателя не удастся.
5. Особое внимание следует уделить выбору ТЭНа, который будет устанавливаться непосредственно в батарею отопления. В этом случае, помимо размера, важным критерием выбора элемента является номер резьбы, на которую будет устанавливаться данное устройство.
6. Если вам необходимо заменить сгоревший ТЭН, то при походе в магазин за новым элементом следует взять сгоревший с собой и подобрать точно такого же размера и маркировки.

Плюсы и минусы

Среди немногочисленных недостатков этих устройств можно выделить только один: не слишком большой срок службы и невозможность ремонта при перегорании ТЭНа.

Положительных качеств гораздо больше:

Блиц-советы

1. Не пытайтесь починить сгоревший нагревательный элемент — это бесполезное занятие. При выходе из строя нагревательного элемента его необходимо заменить на аналогичный блок.
2. Во время работы водонагревательный элемент должен быть погружен в жидкость. В противном случае устройство очень быстро выйдет из строя из-за перегрева.

Устройство и виды терморегулятора

Терморегулятор – это устройство для автоматизации процесса нагрева. Он служит для регулирования температуры жидкости. В соответствии с заданными параметрами отключает питание ТЭНа при достижении водой нужной температуры и, соответственно, снова включает ТЭН, когда «градус упал». По своей конструкции выделяют 3 типа таких регуляторов:

• Стрежневой — первый и самый дешевый вариант. Принцип работы основан на эффекте теплового расширения. Ключевой частью является металлический стержень, помещенный в жидкость вместе с трубчатым нагревателем. При нагреве воды стержень расширяется и в момент достижения нужной температуры и соответственно расширения срабатывает термостат, который отключает ток. При этом, охлаждаясь, стержень уменьшается в объеме и снова проворачивается на малом градусе на блоке управления, подающем питание на нагревательный элемент.

В последнее время такой блок термостата был самым распространенным, пока не выяснилось, что его работа не так совершенна. Парадокс заключается в том, что при добавлении в нагревательный бак холодной воды стержень, ранее находившийся в горячей жидкости, начинает резко сужаться, тем самым включая ТЭН на обогрев в уже прогретой системе.

• На смену несовершенному типу термостата пришел другой – капиллярный. Работа основана на том же тепловом расширении, только теперь ключевой частью вместо стержня является капиллярная трубка с жидкостью внутри, которая при расширении оказывает давление на регулятор. Конструктивно проблема ложного сигнала решается добавлением холодной воды. Такими регуляторами оснащены большинство современных моделей ТЭНов, тогда как стержневой термостат остается на рынке только в качестве запчасти для более старых моделей.

• Третий тип — это, конечно, современное решение — электронный защитный термостат. В конструкцию входят два датчика: тепловой и защитный. Первый регулирует температуру воды – выполняет основную функцию. Другой следит за возможностью перегрева трубчатого нагревателя. Принцип работы датчиков основан на изменении активного сопротивления при изменении температуры. Используя диэлектрические свойства проводника, такие ТЭНы для отопления с термостатом способны обеспечивать температуру воды с высокой точностью. Электронное устройство относится к классу продвинутых моделей и стоит далеко не дешево. При выборе данного терморегулятора в качестве средства управления системой отопления рекомендуется рассчитывать в первую очередь на долгосрочное использование. Затраты на оборудование оправданы, если предполагается длительная работа нагревателя. Точность и функциональность позволяют легко управлять системой и существенно экономить на энергопотреблении.

Конструкция ТЭНа

Проводящая часть конструкции нагревательного элемента представляет собой металлическую спираль с высоким сопротивлением, обычно из смеси никеля и хрома. Именно такой параметр, как удельное сопротивление, играет ключевую роль в базовой работе устройства. По законам физики, чем выше сопротивление металла, тем больше тепла выделяется при протекании электрического тока по проводу. Спираль помещена в металлическую трубу, которая изготавливается из нержавеющего материала – углеродистой стали, меди и т.д. ТЭНы в радиаторах выпускаются в трех диаметрах труб – 13 мм – самый распространенный, есть также 10 и 8 мм. Остальной объем трубки заполнен диэлектриком, которым часто является оксид магния.

Разновидности

Нагревательные элементы бывают различной формы, мощности и среды нагрева.

Самые популярные варианты:

Эта конструкция чаще всего используется в водонагревателях. Стоимость таких элементов довольно высока из-за используемой в их производстве нержавеющей стали и нихрома.

Эти устройства при качественном изготовлении могут прослужить более 10 000 часов.

Оребрённый

Нагревательный элемент по своей конструкции мало чем отличается от трубчатого. Единственным отличием являются ребра из нержавеющей стали, расположенные перпендикулярно основному нагревательному блоку. Такая конструкция позволяет увеличить мощность нагревательного элемента за счет большей площади нагреваемой поверхности.

Блок электронагревателей, используемый в высокопроизводительных установках, например электрокотлах.

Использование таких ТЭНов не позволяет опасаться полного выхода из строя отопительного агрегата. В случае перегорания одного ТЭНа котел лишь немного теряет мощность и продолжает работать в таком состоянии до того времени, когда можно будет заменить вышедший из строя ТЭН без угрозы разморозки системы отопления.

Такой ТЭН удобен тем, что позволяет заменить поврежденный узел даже в водонагревателе, наполненном жидкостью, за считанные минуты без разгерметизации бака. В качестве патрона этот элемент вставляется в металлическую оболочку, которая в свою очередь уже контактирует с нагретой средой.

Стоимость таких устройств несколько выше за счет более точной обработки нагреваемой поверхности.

ТЭН с терморегулятором

Нагреватели такой конструкции в основном используются для нагрева жидкостей.
Термостат позволяет не только установить необходимую температуру, но и установленный на максимальный нагрев не дает жидкости закипеть, за исключением возможности взрыва такого нагревателя.

ТЭНы для радиаторов отопления

ТЭНы устанавливаются в радиаторы для поддержания температуры теплоносителя при кратковременной остановке системы центрального отопления или для дополнительного нагрева теплоносителя. Такой дополнительный обогрев в ночное время может быть выгоден, если основным источником тепла является дорогостоящий жидкотопливный котел, а в доме установлен двухтарифный электросчетчик.

ТЭНы для радиаторов отопления отличаются тонким фланцем и узким нагревательным элементом. Устанавливаются на чугунные и алюминиевые радиаторы, могут быть выполнены разной мощности и различаться по длине нагревательного элемента. В комплектацию входит защитный чехол, предохраняющий нагревательный элемент от влаги.

Поскольку в процессе изготовления трубка покрывается хромом и никелем, нагревательные элементы для радиаторов долговечны и надежны. Капиллярный термостат позволяет точно контролировать температуру нагрева, а два датчика температуры защищают агрегат от перегрева. Современные нагревательные элементы имеют дополнительные функции, например «Турбо», когда устройство некоторое время работает на максимальной мощности для быстрого обогрева помещения, или «Антизаморозка», предназначенную для поддержания минимальной температуры 10°С в течение длительного времени.

Установить ТЭН в радиатор достаточно просто: снимите заглушку с нижнего фланца ТЭНа, вкрутите ее в отверстие обогрева, установите термостат и подключите питание к земле. В паспорте устройства должны быть указаны требования герметичности, при их несоблюдении может сработать радиатор, а это опасно для жизни. Преимущества установки ТЭНов в системе центрального отопления:

• защита помещений от промерзания;
• защита системы от повреждений в сильный мороз;
• кПД, так как вся энергия преобразуется в тепло;
• импульсный режим работы, что позволяет экономить электроэнергию;
• высокая точность контроля температуры;
• несколько полезных функций;
• демократичная цена.

Монтаж и замена

Для монтажных работ вам потребуются следующие инструменты:

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

В случае замены нагревательного элемента перед установкой нового элемента производится разборка вышедшего из строя нагревательного элемента.

Прежде чем приступить к этой операции, необходимо отключить водонагреватель, вытащив вилку из розетки или выключив автоматы на центральном электрощите, если котел подключен напрямую.

Установка осуществляется в следующем порядке:

1. Необходимо тщательно вымыть бак от образовавшейся накипи и высушить тряпкой.
2. Новый ТЭН монтируется таким образом, чтобы резиновая прокладка равномерно прилегала к поверхности соединяемых деталей. Все резьбовые соединения должны быть затянуты с требуемым крутящим моментом. После того, как нагревательный элемент установлен, к нему подключаются электрические провода.
3. Затем устанавливается нижняя крышка и котел заполняется водой. Если утечек нет, можно включать водонагреватель в электрическую сеть.

Если необходимо установить ТЭН в нагревательный змеевик, в нижней части нагревателя откручивается заглушка и на место устанавливается ТЭН. Затем система заполняется жидкостью и нагреватель подключается к переменной сети 220 В.

Блок ТЭН с терморегулятором типа «Аристон» (И)

Этот прибор имеет встроенный термостат, что позволяет настроить работу прибора на подогрев жидкости в пределах +20 – 80 градусов. Рабочая поверхность этого устройства состоит из меди, что способствует максимально эффективной теплоотдаче.

RCT 3,0 KW M6

Это устройство можно использовать как в водонагревателях заводского изготовления, так и в самодельных водонагревателях. В корпусе ТЭНа имеется отверстие для установки терморегулятора, который приобретается отдельно.

Стоимость 1200 руб.

ТЭНБ-9 нерж. 220/380В

Блок с нагревателями для чайника. На фланце этого агрегата крепятся 3 элемента общей мощностью 9 кВт. ТЭНы надежно изолированы друг от друга, что позволяет регулировать мощность нагрева жидкости. Нагревательный элемент изготовлен из нержавеющей стали, что защищает нагревательный элемент от коррозии и позволяет оборудованию безотказно работать до 5 лет.

ТЭН с терморегулятором для нагрева воды

Для эффективного преобразования электрического тока в тепловую энергию используется нагревательный элемент.

Трубчатый электронагреватель используется в современных электрокотлах, плитах, чайниках и других устройствах, обеспечивающих электрообогрев.

Тепло выделяется за счет нагрева внутри этого устройства нихромовой нити, которая проходит точно по центру трубки и надежно изолирована от поверхности слоем диэлектрика. В качестве изолирующего слоя обычно используют керамику, хорошо передающую тепло, при этом не пропуская электрический ток на внешнюю поверхность нагревательного элемента.

Выбор ТЭНа

При выборе нагревательного элемента необходимо обратить внимание на некоторые детали. Только в этом случае вы можете рассчитывать на удачную покупку, качественный обогрев, долгий срок службы и совместимость выбранной модели с водогрейным баком, бойлером или радиатором.

Форма и размер

На выбор покупателей представлены десятки моделей нагревательных элементов. Они имеют разную форму – прямые, круглые, в виде «восьмерки» или «ушек», двойные, тройные и многие другие. При покупке следует ориентироваться на использование утеплителя. Узкие и прямые модели используются для установки в секции радиаторов, так как внутри мало места. При установке накопительного водонагревателя следует обращать внимание на объем и форму бака, и исходя из этого выбирать подходящий ТЭН. В принципе, сюда подойдут практически все модели.

Если вам нужно заменить ТЭН в существующем водонагревателе, вам нужно купить идентичную модель — только в этом случае вы можете быть уверены, что он поместится в сам бак.

Мощность

Если не все, то многое зависит от мощности. Это может быть, например, скорость нагрева. Если вы устанавливаете водонагреватель небольшого объема, рекомендуемая мощность составляет 1,5 кВт. Тот же ТЭН может нагревать и несоизмеримо большие объемы, только делать это он будет очень долго — при мощности в 2 кВт на нагрев 100-150 литров воды может уйти 3,5 — 4 часа (не вскипятить, а в среднем с 40 градусов).

Если оснастить водонагреватель или бак для воды мощным ТЭНом на 5-7 кВт, вода будет нагреваться очень быстро. Но возникнет другая проблема – электрическая сеть дома не выдержит. При мощности подключаемого оборудования выше 2 кВт необходимо прокладывать отдельную линию от электрощита.

Защита от коррозии и накипи

При выборе ТЭНов для нагрева воды с термостатом рекомендуем учитывать современные модели, оснащенные защитой от накипи. В последнее время на рынке стали появляться модели с эмалевым покрытием. Именно она защищает утеплители от солевых отложений. Гарантия на такие ТЭНы составляет 15 лет. Если в магазине нет похожих моделей, рекомендуем купить электронагреватели из нержавеющей стали – они более долговечны и надежны.

Наличие терморегулятора

Если вы устанавливаете или ремонтируете котел или хотите оснастить нагревательный элемент нагревательным элементом, выбирайте модель со встроенным термостатом. Он будет экономить электроэнергию, включаясь только тогда, когда температура воды опустится ниже заданной отметки. Если нет регулятора, вам придется самостоятельно следить за температурой, включать или выключать нагрев – это неудобно, неэкономично и небезопасно.

Преимущества ТЭНов с терморегулятором

Удобство устройства заключается в том, что два элемента – нагревательный и регулирующий – выполнены в единой конструкции. При поломке автоматических регуляторов достаточно легко заменить элементы, не разбирая другие части нагревателя.

Сравнивая стоимость отопительного оборудования разных типов, электронагреватели с терморегулятором можно отнести к самым дешевым источникам тепла. Они просты в установке и не требуют ничего, кроме стабильного электрического сигнала.