ТЭНы в системе отопления

Разные виды ТЭНов

Нередко для обогрева помещений используют электроотопительные приборы. Одна из разновидностей такого отопления ТЭНы – трубчатые электронагреватели. Что же представляет собой этот широко распространенный прибор? ТЭН – это устройство для среднетемпературного нагрева теплоносителя. Конструктивно это тонкостенная металлическая трубка с помещенной внутрь спиралью, которая изготовлена из материала высокого сопротивления – нихрома. Концы спирали выходят наружу в виде контактного стержня, герметизируются и служат для подключения к электросети.

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.

Независимо от того, как именно будут использоваться ТЭНы – в котле отопления на твердом топливе или в инфракрасном обогревателе – существуют определенные правила установки и эксплуатации нагревателей такого типа. При этом использовать электрические тэны можно в самых разных целях: для обогрева гаража, отопления дома, для установки в котлы отопления или в радиаторы. Рассмотрим более подробно способы использования ТЭНов для отопления.

Устройство трубчатого электронагревателя

Какой ТЭН для радиатора выбрать?

Поскольку большого разнообразия в исполнении и технических особенностей радиаторных ТЭНов нет, то и проблем в выборе обычно не возникает.

Во время покупки следует обратить внимание на следующее:

Мощность — если нет информации о теплотехнических нормах по конкретной местности, можно выбирать устройство по усреднённым показателям для средней полосы России, корректируя их в соответствии с погодными условиями данного региона. Так ТЭН мощностью 1 кВт способен нагреть воздух в помещении площадью 10 м 2 при условии автономной системы отопления. Из этого расчёта и следует делать выбор.

Материал — особенных различий по материалам между радиаторными ТЭНами разных производителей нет. Конструкции их так же идентичны. Разница может быть в диаметре, то есть в размере пробки заглушки. Кроме этого, бывают одинарные и двойные ТЭНы.

Размер — поскольку батарея отопления может состоять из определенного количества секций, то и длина нагревательного элемента должна соответствовать длине батареи. Специалисты рекомендуют приобретать нагревательную конструкцию, стержень которой на 6-10 см меньше длины батареи. Если ТЭН будет короче требуемой длины, он не сможет обеспечить полноценный и равномерный прогрев теплоносителя.

Наличие дополнительного оборудования — если планируется установка автономной системы отопления, то лучше устанавливать модели с терморегулятором. Это позволит регулировать температуру в помещениях и сократить расходы на электричество.

Цена — главное, не приобретать ТЭН для радиатора, ставя во главу угла его стоимость. Прежде всего, нужно руководствоваться техническими характеристиками, указанными в паспорте изделия. И всегда помнить, дёшево — не значит хорошо!

Расчёты необходимой мощности ТЭНа

Когда планируется установка автономной отопительной системы в доме постоянного проживания, особенно важно правильно рассчитать необходимую мощность прибора. Как это сделать?

В технической документации радиаторов указаны точные значения теплоотдачи, скажем, для одной чугунной секции это будет 140 Вт. Эти значения нужно умножить на количество секций. Таким образом, получится требуемая мощность ТЭНа.

2. Схемы включения ТЭН в однофазную сеть.

Трубчатые электронагреватели рассчитаны на конкретное значение мощности и напряжения, поэтому для обеспечения номинального режима работы их подключают к питающей сети с соответствующим напряжением. Согласно ГОСТ 13268-88 нагреватели изготавливаются на номинальные напряжения: 12, 24, 36, 42, 48, 60, 127, 220, 380 В, однако наибольшее применение нашли ТЭНы рассчитанные на напряжение 127, 220 и 380 В.

Рассмотрим возможные варианты включения ТЭН в однофазную сеть.

2.1. Включение в розетку.

ТЭНы мощностью не более 1кВт (1000 Вт) можно смело включать в розетку через обычную штепсельную вилку, так как такой мощностью обладает основная масса электрических чайников и кипятильников, которыми мы разогреваем воду.

Через обычную вилку можно включить параллельно два ТЭН, но у обоих нагревателей мощность должна быть не более 1 кВт (1000 Вт), так как при параллельном соединении их общая мощность увеличивается до 2 кВт (2000 Вт). Таким образом, можно включить несколько нагревателей, но их общая мощность должна составлять не более 2 кВт, а для включения в розетку необходимо использовать более мощную вилку.

Бывает ситуация, когда дома завалялись несколько нагревателей, рассчитанных на рабочее напряжение 127 В, выкинуть их рука не поднимается, а в домашнюю сеть не включишь. В этом случае нагреватели включаются последовательно, что дает возможность подавать на них повышенное напряжение. При последовательном соединении двух нагревателей с напряжением 127 В их мощность остается прежней, а общее сопротивление увеличивается в два раза. Например, при включении двух нагревателей мощностью по 500 Вт их общая мощность составит 1000 Вт.

Однако в этой схеме есть один недостаток: если выйдет из строя любой из ТЭН, то работать не будут оба, так как разорвется электрическая цепь и прекратится подача питания.

Читать еще: Как выбрать краску для труб отопления

Также надо помнить, что при последовательном соединении двух нагревателей с рабочим напряжением 220 В их общая мощность уменьшается в два раза, так как из-за увеличения общего сопротивления каждый нагреватель будет получать около 110 В вместо положенных 220 В.

2.2. Включение через автоматический выключатель.

Будет на много удобнее, если на ТЭНы подавать напряжение с помощью автоматического выключателя. Для этого необходимо в домовом щитке предусмотреть автомат, или же автомат установить непосредственно рядом с нагревательным устройством. Подача и отключение напряжения будет осуществляться включением/выключением автоматического выключателя.

Следующий вариант включения нагревателей осуществляется двухполюсным выключателем, что является наиболее предпочтительным, так как в этом случае фаза и ноль разрываются одновременно и ТЭН полностью отключается от общей схемы. Напряжение подается на верхние клеммы выключателя, а к нижним подключается нагреватель.

Если электрический нагреватель используется для нагрева воды и в доме проведено заземление, то для защиты от поражения электрическим током в случае пробоя изоляции нагревателя есть смысл установить УЗО или дифавтомат.

В этом случае заземляющий проводник соединяют с корпусом ТЭНа или подключают на специальный винт, закрепленный на корпусе емкости. Рядом с таким винтом изображают знак заземления. Рассмотрим схему с дифавтоматом:

Защита с дифавтоматом работает следующим образом: при пробое изоляции нагревателя на его корпусе появляется фаза, которая используя наименьшее сопротивление «пойдет» по заземляющему проводнику РЕ и создаст ток утечки. Если этот ток превысит уставку, то дифавтомат сработает и отключит подачу напряжения. Если в цепи произойдет короткое замыкание, то и в этом случае сработает дифавтомат и обесточит ТЭН.

При использовании УЗО между ним и нагревателем необходимо установить дополнительный однополюсный автомат, который в случае короткого замыкания отключит подачу напряжения на нагреватель и защитит УЗО от тока короткого замыкания. В случае пробоя изоляции УЗО отключит подачу напряжения.

2.3. Работа ТЭН в схемах регулирования температуры.

В схемах автоматического регулирования температуры питающее напряжение на электрические нагреватели подается через контакты пускателей, контакторов или термореле. В совокупности связка «нагреватель – термореле» или «нагреватель – термореле – контактор» представляет собой самый простой регулятор температуры, который может использоваться для поддержания температурного режима в помещениях или жидких средах. Контактор применяют в схеме для размножения контактов и для коммутации мощной нагрузки, на которую не рассчитаны контакты термореле.

Термореле может работать в режимах «Нагрев» или «Охлаждение», которые выбираются переключателем, расположенном на лицевой стороне реле. Работу ТЭН рассмотрим в режиме «Нагрев», так как именно этот режим используется наиболее часто.

Рассмотрим схему «нагреватель — термореле».

Питающее напряжение 220 В подается на входные клеммы двухполюсного автоматического выключателя. С выхода автомата напряжение поступает на клеммы питания термореле А1 и А2. Ноль соединяется с клеммой термореле А2 и левым выводом нагревателя.

Фаза соединяется с клеммой термореле А1 и перемычкой перебрасывается на левый вывод контакта К1 и постоянно присутствует на нем. Правый вывод контакта К1 соединен с правым выводом нагревателя. Датчик температуры подключается к клеммам Т1 и Т2.

В исходном состоянии, когда температура окружающей среды выше заданного значения, контакт реле К1 разомкнут и напряжение на ТЭН не поступает. Как только температура опустится ниже заданного значения, от датчика придет сигнал и реле даст команду на замыкание контакта К1. В этот момент фаза через замкнутый контакт К1 поступит на правый вывод нагревателя и нагреватель начнет нагреваться. При достижении заданной температуры от датчика опять придет сигнал и реле разомкнет контакт К1 и обесточит нагреватель.

Рассмотрим схему «нагреватель – термореле — контактор».

Питающее напряжение 220 В подается на входные клеммы двухполюсного автоматического выключателя. С выхода автомата напряжение поступает на клеммы питания термореле А1 и А2. Ноль соединяется с клеммой термореле А2, выводом А2 катушки контактора и нижним выводом нагревателя.

Фаза подается на клемму термореле А1 и перемычкой перебрасывается на левый вывод контакта К1, нижний силовой вывод контактора и постоянно присутствует на этих выводах. Правый вывод контакта К1 соединен с выводом А1 катушки контактора. Верхний силовой вывод контактора соединен с верхним выводом нагревателя. Датчик температуры подключается к клеммам Т1 и Т2.

В исходном состоянии, когда температура окружающей среды выше заданного значения, контакт реле К1 разомкнут и на ТЭН напряжение не поступает. При опускании температуры ниже заданного значения от датчика приходит сигнал и реле замыкает контакт К1, по которому фаза поступает на вывод А1 катушки контактора.

При появлении фазы на выводе А1 катушки срабатывает контактор, его силовые контакты замыкаются и фаза попадает на верхний вывод нагревателя и он начинает нагреваться. При достижении заданной температуры от датчика опять придет сигнал, реле разомкнет контакт К1 и обесточит контактор, который в свою очередь обесточит нагреватель.

Читать еще: Зачем ставят дополнительный насос в систему отопления?

Если возникли вопросы по контакторам, то Вы можете познакомиться с их устройством и работой, а также рассмотреть схемы подключения контакторов.

Вы также можете посмотреть ролик о нагревателях, где рассказывается и показывается работа каждой схемы.

На этом пока закончим, а во второй части рассмотрим схемы подключения ТЭН к трехфазной сети.
Удачи!

Врезка ТЭНов в систему отопления дома

Если вы хотите заменить или найти резервный источник тепла вашему твердотопливному котлу,такому как , например, Дон, Купер, Эван, Бренерам Акватэн либо Теплодар, подобный вариант подойдет отлично, поскольку он не очень трудоемкий и затратный в финансовом плане .

При проведении подобной процедуры соблюдайте меры безопасности, поскольку любые мероприятия с использованием электрической энергии крайне небезопасны.

Рассмотрим более детально, как подключить ТЭНы на котле. При использовании его, как резервного метода нагрева, помните об изменениях уровня напора, для его выравнивания рекомендуется использовать насос.

Рассмотрим поэтапно, как установить подобное устройство:

Нужно проверить направление резьбы в патрубке, измерить его диаметр.
Слейте теплоноситель.
Проверьте уровень радиатора, поскольку при его малейшем наклоне велика вероятность скопления воздушных пробок.
Воздушная пробка в радиаторе отопления
Установите нагревательный элемент в патрубок. Для того, чтобы отверстие было герметичным, используйте прокладки, которые идут в комплекте, если их нет, изготовьте их.
Подсоедините нагревательный элемент и терморегулятор к радиатору.
Если у вас не был ранее установлен кран Маевского, установите. Поскольку необходимо будет выпустить из системы воздух.

Затем заполните систему жидкостью, при помощи крана Маевского спустите скопившийся воздух. Используя тестер, проверьте, что ТЭН изолирован от батареи во избежание поражения электрическим током, если все же пробой присутствует, проверьте исправность нагревательного элемента. Если у него нарушена изоляция, нужно поменять ее. Затем выполните установку повторно.

Приборы рекомендуют применять для отопления строений с небольшой площадью, которые мало эксплуатируются в осенне-зимний период. Для этого элемент вставляется в радиатор внушительных габаритов. ТЭНы преимущественно применяют для обогрева гаражей, дачных домиков и других помещений.

Фото 1. ТЭН для радиатора с регулятором, мощность 1,5 кВт, производитель — «Tormec», Украина.

Используют их и для отопления частных одноэтажных строений, но крайне редко из-за высокой стоимости электричества. Здесь их чаще устанавливают не как основной, а как вспомогательный источник отопления на случай отключения газа.

Такие элементы питания подключают не только к газовой автономной системе отопления, но и к контуру, функционирующему на твердом топливе. Это особенно актуально, когда у обитателей дома нет возможности регулярно добавлять уголь или дрова в топку, а также следить за давлением и температурой внутри системы.

Важно! Для экономии электричества рекомендуется установить двухтарифный счетчик. Тогда ночью, когда стоимость электроэнергии ниже, система работает от ТЭНа, а днем — от твердого топлива.

Конструкция

Корпус. Он изготовлен из электросварной или цельнотянутой трубки. Материал — нержавейка или углеродистая сталь, покрытие — хром или никель, сечение — округлое или плоское. Диаметр трубки зависит от модели прибора.

Наполнитель. Представляет собой кварцевый песок или смесь кристаллических окислов магния.
Спираль. Это нагревательный элемент устройства. Он выполняется из нихромовой проволоки.
Контактный стержень в заделке.
Герметик.
Изолятор.

Достоинства и недостатки

экологическая чистота контура, поскольку устройство не требует какого-либо топлива, при горении которого в окружающую среду выделяются вредные вещества;
создает автономную конструкцию отопления, не зависящую от газа и твердого топлива;
компактные габариты;
большой выбор устройств разной мощности;
простой монтаж;
безопасность эксплуатации;
есть модели с терморегулятором, благодаря чему процесс отопления автоматизируется.

высокая стоимость источника тепла (электроэнергии);
устройство не подлежит ремонту, если вышла из строя спираль.

Что делать, если сломался тэн в котле

Электрические тэны, несмотря на свою надежность, часто могут выходить из строя. Что же делать в таком случае? Если вы имеете дело с заводским изделием, самостоятельно ремонтировать его лучше тогда, когда у вас достаточно опыта. В противном же случае лучше обратиться в специализированный сервисный центр, где вам не только качественно отремонтируют нагревательный элемент, но и проверят на целостность и работоспособность прочие части системы отопления.

Если же вы решили самостоятельно решить проблему, ознакомьтесь с конструкцией вашего прибора, информацию можно взять на сайте его производителя или из его технического паспорта.

Перед тем, как снимать тэн, нужно обесточить устройство, а потом слить теплоноситель. Работоспособность конструкции проверяется при помощи индикатора. Сравните показатели с указанными в техпаспорте, и, если они не совпадают, то прибор нужно заменить.

Правила самостоятельного монтажа

Интегрирование ТЭНа в радиатор не озадачит даже новичка. Как правило, все ТЭНы устанавливаются одинаково, вне зависимости от внешнего вида, мощности и других особенностей. Лучше сразу же оборудовать ТЭН терморегулятором, это сделает его использование более комфортным и эффективным.

Читать еще: Как сделать пеллеты в домашних условиях?

Процесс монтажа состоит из следующих этапов:

вначале необходимо обесточить устройство, в которое будет устанавливаться ТЭН;
после чего в радиаторах необходимо полностью остановить подачу теплоносителя, а оставшийся полностью слить;
в месте, где располагается нижняя пробка, начинается монтаж самого ТЭНа, он должен весь, поместится в трубе, которая подает теплоноситель;
после чего можно вновь подавать теплоноситель в систему, в этот момент рекомендуется проверить герметичность получившейся конструкции;
ТЭН оборудуется терморегулятором и прочими элементами в случае необходимости, после чего он может быть подключен к электросети.

Во время установки крайне важно придерживаться инструкции и соблюдать правила техники безопасности:

Запрещено использование ТЭНов в помещениях, где отсутствует качественная вентиляция. Как и любые электрические приборы, они сжигают воздух. Это нужно помнить особенно при установке в небольших помещениях закрытого типа.
Вблизи включенного в сеть устройства не должно находиться легковоспламеняющихся предметов.
Пред началом самостоятельного монтажа ТЭНа в чугунную батарею необходимо убедится в исправности электропроводки, ее качестве и возможности выдержать дополнительную нагрузку.
На таких радиаторах запрещается сушка вещей или обуви.
В остальном, данный метод дополнительного обогрева жилища весьма эффективен при нестабильной подаче тепла. В том случае, когда отопление дома должно производиться при помощи чугунных батарей, необходимо сделать довольно точные расчеты по их количеству и мощности. Чаще всего, оптимальным методом является установка ТЭНа непосредственно в котел, для того чтобы увеличить теплоотдачу во всем отопительном контуре.

Исходя из описанного выше, формирование отопительной системы с использованием специального ТЭНа является довольно простым процессом, с которым справится по силам любому. В тоже время данный элемент может использоваться с разными видами труб, система может быть снабжена автоматическими элементами, которые позволят упростить процесс ее использования. Причем ее использование не требует, каких либо согласований или разрешений.

Монтаж ТЭНа является одним из методов, позволяющих обеспечить комфорт и уют в жилище. Данная конструкция сродни масляному электрическому радиатору, но в отличие от него, она позволяет обеспечить более равномерный и быстрый прогрев всех помещений. Но также необходимо помнить о том, что постоянное использование данного устройства довольно существенно увеличит рост счетов за электроэнергию.

Оценка эффективности

ТЭН для радиатора не является отопительным прибором, который можно постоянно использовать для обогрева большой площади. Один киловатт мощности электроприбора преобразовывается в один киловатт тепловой энергии, которая полностью направлена на обогрев комнаты.

При использовании чугунных батарей ТЭН оснащенный терморегулятором при мощности отопления в 100 Втт/ м² может обогреть не более 25 м² помещения. Расход электрической энергии за двадцать четыре часа составит 36 кВт/ч, что примерно соответствует 167 рублям. При этом учитывается показатель среднего потребления мощности – 1,5 кВт. При качественной организации системы отопления монтаж электронагревателя трубчатого типа не имеет смысла.

ТЭН для радиатора эффективней всего использовать в качестве аварийного устройства. При нестабильной работе системы отопления такой прибор позволит сохранить необходимый уровень тепла в помещении даже в сильные морозы. Установка трубчатого нагревателя имеет смысл при правильно подобранной его мощности и соблюдении всех правил безопасности.

ТЭНы в системе отопления