Что такое тэны – Что такое сухой и мокрый ТЭН в водонагревателе, бойлере, стиральной машине

Содержание

Типы электрических ТЭНов

Конструкция ТЭНа

 

Довольно подробно конструкция трубчатого электронагревателя показана на изображении ниже.

Самый важный элементом всех ТЭНов – это нагреватель, им служит чаще всего нить нихрома (1), расположенная в середине трубки по всей ее длине, она прикреплена к выходной шпильке (6).

Нить имеет определенное внутреннее сопротивление и когда по ней протекает электрический ток, она нагревается.

Материал для нагревателя должен обладать большим сопротивлением протекающему по нему току, их также выполняют из сплавов, включающих в свой состав нихром или константан.

Сопротивление нагревателя подбирается в соответствии с необходимой мощностью ТЭН. Здесь работает главный закон электротехники – закон Ома, и известная формула:

P = U*I, где I – сила тока, U – напряжение сети, P – мощность.  

Так, например, чтобы мощнсть ТЭНа была 1кВт (1000Вт), в однофазной сети 220В, сопротивление нити находится следующим образом:

Сначала определяем ТОК:

I= P/U=1000Вт/220В=4,55А

Непосредственно сопротивление определяем по фомуле:

R = U / I, где R – сопротивление ТЭНа в Омах U — напряжение в вольтах I — сила тока в амперах

Соответственно сопротивление нихромовой нити электронагревателя R=220/4,55=48,4 Ом.

Как вы поняли, чем ниже сопротивление трубчатого электронагревателя, тем выше его мощность, при этом практически вся она расходуется на нагрев нити. КПД ТЭНов близок к 100%, т.е. чем он мощнее, тем больше и быстрее нагревается.

Между нитью нихрома и трубкой расположен изолятор (2), выдерживающий высокие температуры.

Для изготовления трубки ТЭН (3) выбирают низко коррозийные металлы именно такие ТЭН наиболее часто применяются в быту и промышленности.

Стеклянные ТЭН используются в агрессивных средах, например, в лабораториях, где необходимо подогревать химические смеси.

Стеклянные трубки в нагревателях можно встретить и бытовых обогревателях, использующих инфракрасное излучение. Керамические трубки в нагревателях применяются крайне редко.

Диаметр трубок может быть разным, но применение нашли трубки диаметром от шести до двадцати четырех миллиметров.

Изолятор должен обладать высокими изоляционными свойствами и одновременно быть эффективным для передачи тепла от нагревателя к трубке.

Электропитание ТЭН осуществляется с помощью клемм (4) расположенных на изолирующих вставках (5).

Клеммы могут быть расположены как с одного конца, так и с двух концов ТЭН. Некоторые виды ТЭН оснащаются встроенным предохранителем. Такие нагреватели используются в стиральных и посудомоечных машинах.

Основные типы ТЭНов и их назначение

Тэны чаще всего классифицируются по виду и основному применению, различают:

1. ТЭН для обогрева воздуха

Температура таких ТЭНов достигает 450 градусов по Цельсию. Такие трубчатые электронагреватели используются для обогрева воздуха промышленных и бытовых помещений.

Они являются основой конвекторов, воздушных тепловых завес, различных сушильных камер. Подобные электронагреватели изготавливаются с гладкими трубками и с трубками, у которых есть ребра.

Ребра у таких тепло электронагревателей производятся из стальной ленты, крепящейся к трубке по спирали. Применение ребер увеличивает площадь поверхности ТЭН и поэтому нагрузка на нить нагрева ТЭН снижается почти в три раза, что в свою очередь, увеличивает срок службы.

2. ТЭН для воды

Такие тепло электронагреватели используются в бойлерах, стиральных машинах. В таких агрегатах вода может нагреваться до ста градусов по Цельсию.  

Для больших объемов воды, где требуется большая мощность нагрева, применяют блочные ТЭН.

Кстати, довольно подробно мы уже описывали как подключать ТЭНы электрокотла.

Часто в электронагревателях используют терморегулятор. Он отключает электронагреватель от сети питания при нагреве воды до нужной температуры. При остывании воды терморегулятор снова подключает электропитание ТЭН для нагрева.

3. Гибкие ТЭНы

Они находят применение в пресс-формах и горячеканальных системах. Они очень удобны, когда требуется придать форму контура горячеканальных систем. Изготавливаются такие электронагреватели любых размеров.

Разновидностью гибкого электронагревателя, знакомого нам в быту, является саморегулирующийся кабель для системы «теплых полов». Такой кабель используется для отопления помещений.

4. Патронные ТЭНП

К отдельному виду можно отнести патронные ТЭНы, выводы для подключения электропитания у них расположены, чаще всего, с одной стороны. Размер таких нагревателей может достигать 350 сантиметров. Главное их отличие от остальных типов — компактный корпус, чаще всего они представляют собой гильзу их нержавеющей стали с электровыводами.

Данный тип выделяется большой удельной мощностью. Тепло от нагревателя передается как контактным методом, так и путем конвекции.

Эти тепло электронагреватели широко применяются в промышленности для разогрева масел, для нагрева различных металлических форм, смонтировав их в высверленном отверстии. Ими оборудуются агрегаты в обувной отрасли, литейном производстве, автомобильной промышленности.

Если же у вас остались вопросы о классификации трубчатых нагревателей, их строении или основных сферах применения – обязательно оставляйте их в комментариях к статье, так же приветствуются мнения, здоровая критика, либо любая дополнительная информация и личный опыт, буду рад общению.

rozetkaonline.ru

Что такое ТЭН: понятие, виды, назначение

Из статьи вы узнаете, что такое ТЭН, для каких целей он используется, как подключается. Также узнаете о том, какую он имеет конструкцию. Если вкратце, то это электронагревательный прибор, а сама аббревиатура расшифровывается довольно просто. Это трубчатый электрический нагреватель. Носит он такое название по той причине, что зачастую эти элементы изготавливаются в виде керамических, стеклянных или металлических трубок. А теперь давайте рассмотрим подробнее все компоненты этого электрического прибора.

Конструкция элемента

В статье приведена схема нагревательного элемента. Самый главный компонент любого ТЭНа – это непосредственно нагреватель, изготовленный из нихромовой нити, которая расположена внутри трубки по всей длине. Края нити закреплены на выходных шпильках. У нихромовой нити определенное сопротивление, когда по ней начинает протекать ток, она нагревается, а тепло отдает металлической или керамической обойме.

Нужно отметить, что материал, из которого сделана трубка, должен иметь большое сопротивление по току. Поэтому он изготавливается из сплавов, в состав которых входит константан или нихром. Сопротивление нагревательного элемента зависит от того, какую необходимо развить мощность прибору.

Расчет параметров нагревателя

По закону Ома рассчитывается мощность, которая равна произведению силы тока на напряжение электрической сети. Другими словами, чтобы у ТЭНа была мощность 1000 Вт, необходимо сначала вычислить силу тока. Есть два известных параметра – мощность и напряжение (в бытовой сети — 220 вольт). Ток будет равен мощности, разделенной на напряжение. Если 1000/220, получим силу тока, равную 4,55 А.

Для того чтобы определить сопротивление нити, необходимо напряжение разделить на силу тока. В итоге мы получим сопротивление обмотки ТЭНа, выраженную в омах. А если точнее, то разделим 220 на 4,55 и получим, что сопротивление нити из нихрома должно быть равно 48,4 Ом.

Нужно отметить, что сопротивление прямо влияет на мощность нагревательного элемента. Чем меньше значение сопротивления, тем больше мощность нагревательного элемента. Нужно обратить внимание на то, что практически вся мощность будет расходоваться на нагрев нити. Поэтому коэффициент полезного действия у большинства ТЭНов практически равен 100%. Другими словами, чем мощнее нагревательный прибор, тем быстрее и больше он прогревается.

Изолятор и материал для трубок

Между трубкой и нихромовой нитью находится изолятор, который способен выдерживать очень высокие температуры. Для того чтобы изготовить трубку для ТЭНа, необходимо выбирать материалы, которые не подвергаются коррозии. Именно такие трубчатые электронагреватели чаще всего используются в промышленности и быту.

Заключенные в стеклянной трубке применяются, как правило, в очень агрессивных средах, например, в химических лабораториях, в которых необходимо нагревать различные смеси. Но можно встретить их и в бытовых нагревателях. Как правило, они используется в приборах, использующих излучение инфракрасного типа. Трубки из керамики в нагревателях используются на сегодняшний день очень редко.

Диаметр трубок

У трубок диаметр может быть любым, но большое распространение нашли элементы, диаметр которых лежит в диапазоне 6-24 мм. Кроме того, что у изолятора должны быть высокие изоляционные свойства, необходимо, чтобы он эффективно передавал тепло от нагревательной спирали к трубке. А теперь поговорим о том, что такое ТЭН и как он работает.

Электропитание на ТЭН подается при помощи клемм, которые расположены на вставках с изоляторами. Клеммы могут располагаться как на одном конце, так и на обоих. Существуют разновидности трубчатых электронагревателей, которые оснащаются встроенной защитой в виде предохранителя. Как правило, такие элементы устанавливаются в посудомоечных или стиральных машинках.

Для обогрева воздуха

У таких нагревательных элементов температура может достигать 450 градусов. Эти трубчатые приборы применяются для того, чтобы обогревать воздух в бытовых и промышленных помещениях. Такие ТЭНы являются основой при изготовлении конвекторов, различных конструкций сушильных камер, воздушных тепловых завес. У этих нагревателей гладкие или ребристые трубки. Что такое ТЭН для обогрева воздуха, рассмотрим далее.

Ребра этих нагревателей изготавливаются из стальных лент, которые крепятся к трубке. Благодаря использованию ребер можно увеличить площадь поверхности элемента, поэтому значительно снижается нагрузка на нихромовую нить, а также увеличивается ресурс элемента. Теплоотдача при этом существенно увеличивается.

Нагреватели для воды

При замене ТЭНа стиральной машинки можно увидеть, что у него конструкция полностью герметичная. Очень часто такие нагревательные элементы можно встретить как в стиральных машинах, так и в бойлерах, отопительных приборах. Вода может прогреваться в них до температуры кипения, а это 100 градусов по Цельсию. Если объем воды очень большой, используются приборы блочного типа. Достаточно часто вместе с ТЭН для бойлера ставится регулятор температуры.

С помощью терморегулятора получается отключить нагревательный элемент от питания при достижении жидкостью необходимой температуры. Как только вода остынет, терморегулятор заново включает питание, и спираль начинает прогреваться. Используются такие ТЭНы для котлов отопления, бойлеров, в стиральных машинках.

Приборы гибкого типа

Такие конструкции нашли применение в системах с горячих каналов, в пресс-формах. Они удобны в тех случаях, когда нужно контуру в горячей канальной системе придать определенную форму. Размеры электронагревательных элементов могут быть любые. Разновидность гибкого электронагревательного элемента, который знаком практически каждому домовладельцу – это кабель саморегулирующийся для теплого пола. Такой нагревательный ТЭН очень часто используется при изготовлении системы отопления помещений.

Отдельный вид прибора – это патронный, в котором выводы для соединения с источником питания находятся на одной стороне. Длина нагревательного элемента может быть максимум 3,5 м. Основное отличие от всех остальных разновидностей приборов заключается в том, что у него компактный корпус, чаще всего изготовленный из нержавеющей стали с выводами.

У патронных ТЭНов очень высокая удельная мощность, тепло от нагревательного элемента передается как конвекционным, так и контактным путем. Как правило, такие нагреватели часто используются в промышленности при нагреве масла, различных форм, изготовленных из металла. Достаточно часто приборы можно встретить автомобильной промышленности, обувной, пищевой, в литейном производстве.

Подключение приборов

Для того чтобы подключить прибор к сети переменного напряжения, необходимо воспользоваться схемами, приведенными в статье. Обязательно устанавливаете защиту – автоматический выключатель. Кроме того, можно ставить магнитный пускатель для коммутации цепи или же электромагнитное реле. Если нужно производить регулировку температуры, устанавливайте специальный регулятор – допускается использовать как электронный, так и механический, работающий по принципу термостата. Теперь вы знаете, что такое ТЭН и каковы его разновидности, а самое главное – ознакомились со схемами подключения.

fb.ru

Что такое сухой и мокрый ТЭН в водонагревателе, бойлере, стиральной машине

Что такое ТЭН в водонагревателе, бойлере, стиральной машине? Из чего он состоит и как работает? Чем отличается сухой ТЭН от мокрого и какой лучше?

На эти и другие вопросы вы найдете ответы в этой публикации. Надеемся. она будет вам полезна.

Содержание статьи

Что такое ТЭН

ТЭН – это трубчатый электронагреватель, который преобразует электроэнергию в тепло. Выполнен в виде металлической трубки, внутри которой находится токопроводящая нить из нихрома, окруженная изолятором.

ТЭНы чаще выполняются в виде спирали, патрона, в котором контакты расположены с двух сторон, спирального или продолговатого змеевика (см. фото). В качестве материалов для них используют:

  • Титан;
  • Алюминий;
  • Цинк;
  • Латунь;
  • Нержавеющая сталь;
  • Медь.

Но не всегда можно определить из чего сделан ТЭН. Китайские элементы обычно покрывают каким-либо металлом, а внутри может быть совершенно другой. Они выходят дешевле отечественных и европейских, но имеют небольшой срок службы.

По способу установки различаются два варианта – сухой (закрытый) и мокрый (открытый). Они отличаются не конструкцией, а принципом установки. О них читайте ниже.

ТЭНы разной формы.

Мокрый ТЭН

Такой элемент устанавливают там, где он имеет контакт только с водой. Например, в кофемашинах ставят только сухие ТЭНы, так как частички кофе будут контактировать с металлом, что загрязнит элемент. Да и вкус кофе сильно пострадает 🙁

Мокрые ТЭНы легко загрязняются в водонагревателях, котлах и бойлерах, они подвержены коррозии. Метал может вступать в реакцию с растворенными в воде веществами, особенно в стиральных машинах.

Сухой ТЭН

Такой элемент находится не контактирует непосредственно с водой. Он находится в герметичной колбе (см. фото), которая может быть наполнена:

  • Воздухом;
  • Маслом;
  • Песком;
  • Другими материалами.

Во время работы сухой ТЭН нагревает окружающий его материал, жидкость или газ. Они передают тепло стенкам колбы, которые прогревают воду, воздух или теплоноситель. Чаще всего сухой вариант поставляется в сборе с колбой, но может быть разборным.

Сухие ТЭНы разных размеров.

Для чего нужны ТЭНы

Трубчатые электронагреватели используются везде, где нужно преобразовать ток в тепло. Их устанавливают в таких бытовых приборах:

  • Водонагревателях;
  • Бойлерах;
  • Котлах;
  • Чайниках;
  • Тостерах;
  • Полотенцесушителях;
  • Мультиварках;
  • Кофемашинах;
  • Электроплитках;
  • Электрических духовках;
  • Холодильниках (для оттаивания и разморозки).

В промышленности их область применения гораздо шире. Их ставят практически во всех устройствах, в которых необходимо подогревать газ, жидкость или твердое вещество за счет электричества.

Сухой или мокрый тэн, что лучше?

Оба варианта имеют свои плюсы и минусы. Давайте рассмотрим их.

Мокрый ТЭН непосредственно контактирует с водой. На нем образуется накипь, оседает грязь. За счет этого срок службы мокрого трубчатого электронагревателя ниже, чем у сухого.

Сухой ТЭН не контактирует с водой напрямую, поэтому хуже передает тепло после включения. Но после того как прогреется окружающая его жидкость или вещество, теплоотдача будет не хуже, чем у мокрого.

С точки зрения эксплуатации сухой вариант выигрывает. Он не подвержен коррозии, на нем не оседает грязь и не образуется накипь.

Что касается стоимости – оборудование с сухим нагревателем дороже, чем с мокрым. Но разница в цене окупается со временем. Да и проблем с его обслуживанием будет меньше. Поэтому можно точно сказать: сухой ТЭН лучше мокрого.

Важно!

Помните, что не всегда есть возможность заменить мокрый ТЭН на сухой и наоборот. Поэтому при выборе оборудования обращайте внимание на тип установленного нагревателя.

Из этой статьи вы узнали:

  • Что такое ТЭН и из чего он сделан;
  • Для чего нужны ТЭНы;
  • Что находится внутри ТЭНа;
  • Где используются трубчатые электронагреватели.

Если у вас остались вопросы или вы хотите высказать свое мнение – делайте это в комментариях. Не забудьте поделиться статьей с друзьями!

Похожие записи

vteple.xyz

виды, принцип действия, правила выбора

Электрические ТЭНы десятилетиями не меняют свою конструкцию и остаются востребованными в отопительном оборудовании. Меняется форма этих приборов, конструктивные материалы, но остается неизменным принцип действия и эффективность.

Выбирая ТЕНы для отопления, важно знать их разновидности и схему работы, от которой зависит правильность функционирования в оборудовании.

Содержание статьи:

Предназначение отопительных ТЕНов

Электрические ТЭНы снискали популярность благодаря своей универсальности и высокому КПД. Вся потребляемая ими электроэнергия расходуется по прямому назначению – на обогрев окружающего пространства.

Основными отопительными приборами, где используются ТЕНы являются:

  1. Переносные и стационарные масляные электрообогреватели.
  2. Водяные радиаторы отопления.
  3. Полотенцесушители для ванной.
  4. Электрокамины.
  5. Электроконвекторы.
  6. Электрические котлы.

Указанное оборудование может использоваться в качестве основного или дополнительного источника обогрева. Стоит оно недорого, легко монтируется и не требует специальных навыков при эксплуатации.

Подключить ТЭН к чугунному радиатору центрального отопления можно после отсоединения общего стояка. Такой прибор можно использовать для основного и дополнительного обогрева

Внутреннее устройство электронагревателей

Внутреннее устройство удобно рассматривать на примере трубчатой модели. Электронагреватель представляет собой заполненную термопроводником керамическую или металлическую трубку с расположенной внутри спиралью.

В месте фиксации трубки к фланцу находятся изолирующие втулки, которые делают невозможным контакт токопроводящей спирали с корпусом ТЭНа.

В большинстве моделей ТЕНов используются аналогичные комплектующие, однако их долговечность может отличаться в зависимости от качества сборки

Крепится электронагреватель преимущественно фланцевым соединением, которое позволяет герметизировать внутреннюю среду отопительного прибора от внешнего пространства. Недостатком такой конструкции является невозможность замены спирали при её внутреннем перегорании.

Принцип работы устройства

Работает ТЭН по следующему принципу. При подключении к сети происходит нагрев внутренней спирали и передача энергии термопроводнику и наружной оболочке. В дальнейшем тепло передается окружающей жидкости, воздуху или твердому материалу.

При нагревании ТЕНа, погруженного в масло или воду, вокруг трубки создаются конвекционные потоки, которые перемешивают теплоноситель и способствуют его равномерному нагреву.

Электрические котлы известны своей надежностью и ремонтопригодностью. В них нет множества сложных деталей, поэтому они просты при эксплуатации и обслуживании

В безжидкостных отопительных приборах температура нагрева обычно ограничена, чтобы не повредить окружающие детали и не спровоцировать пожар.

Для ускорения теплообмена в них часто используется вентилятор, который обеспечивает циркуляцию воздуха как внутри прибора, так и в окружающем его помещении.

Виды ТЭНов для отопительных приборов

Простота изготовления ТЕНов 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 бытовом отопительном оборудовании.

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. 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.

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

Используются оребренные модели преимущественно в обогревателях воздушного типа. 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 ТЕНе 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 ТЕНов 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.

Дополнительные функции электронагревателей

Выше были рассмотрены простейшие конструкции приборов, которые не имеют каких-либо встроенных регулировочных механизмов.

Блок терморегуляции может иметь механическую или электронную автоматику. Последняя более точна, но требовательна к параметрам домашней электросети

Но электронагреватели могут оборудоваться простейшей автоматикой, обеспечивающей устройству дополнительные функции.

К таковым относятся:

  1. Терморегуляция. ТЕНы со встроенным терморегулятором для отопления имеют датчик температуры, который срабатывает при нагреве рабочей среды до определенного уровня. Регулировка электронагревателя происходит с наружной стороны фланца.
  2. Антизамерзание. Эта функция обеспечивается упрощенным терморегулятором, который срабатывает только при понижении температуры до 0-2°C. Она препятствует замерзанию воды в трубах отопления, потребляя минимум электроэнергии.
  3. Турбонагрев, который обеспечивает форсированный нагрев рабочей среды при первоначальном пуске оборудования. Необходимо помнить, что электропроводка помещения должна выдержать кратковременное повышение мощности.

Приборов, поддерживающих дополнительные функции, не так много, потому что зачастую регулирование работы отопительных приборов в целом производится с помощью отдельного блока автоматики.

Как выбрать отопительный ТЭН

Выбирая ТЭН, необходимо обращать внимание на его мощность, конструкцию, длину трубки и наличие дополнительных возможностей. Поэтому перед покупкой необходимо узнать как можно больше обо всех его характеристиках.

Расчет мощности прибора

Большая мощность ТЕНа не всегда является положительным качеством. При выборе важно учитывать несколько факторов, которые связаны с уровнем энергопотребления:

  • предельная мощность теплоотдачи отопительного прибора в целом;
  • возможности электропроводки;
  • объем помещения.

Нельзя покупать устройство с мощностью, которая больше 75% максимального уровня теплоотдачи отопительного оборудования.

Например, имеется радиатор с 10 секциями, каждая из которых отдает воздуху 150 Вт тепла, всего 1,5 кВт. При установке в него электронагревателя с мощностью 2 кВт поверхность батареи не сможет быстро отдать всю образующуюся энергию.

В результате ТЭН будет постоянно отключаться из-за перегревания.

Причиной быстрой поломки ТЭНа может быть неправильный выбор мощности прибора. В результате системного перегрева спирали она со временем перегорает

В квартирах с изношенной проводкой постоянная нагрузка на розетку не должна превышать 1,5-2 кВт, иначе она может загореться и привести к печальным последствиям. Поэтому перед покупкой ТЕНа нужно проверить состояние проводки и, при необходимости, её заменить.

Когда вопрос с электросетью и возможностями оборудования решен, можно приступать к расчету требуемой мощности для поддержания комфортной температуры в помещении.

В хорошо утепленных домах и квартирах будет достаточно уровня 40 Вт/м3. А при наличии щелей в окнах мощность обогрева должна быть увеличена до 60-80 Вт/м3.

Покупать конкретную модель можно только после учета всех вышеописанных энергетических факторов.

Учет особенностей конструкции

Большинство ТЭНов отопления имеет оболочку из легированной стали, которая обеспечивает прочность и стойкость к коррозии. Медные устройства применяются преимущественно в нагревателях воды, хотя ограничений на их использование в самодельных радиаторах нет.

В чугунных и стальных радиаторах использование ТЕНов из цветных металлов нежелательно. Это может привести к ускорению износа материалов и соединений

Также при выборе необходимо учитывать направление резьбы заглушки, которое может быть правым или левым. Разные модели электронагревателей отличаются и диаметром фланцев. Они могут иметь размер от 0,5 до 1,25 дюйма.

Обычно к ТЭНу хорошего производителя прилагается краткая инструкция, в которой описываются его конструкционные параметры. Их изучение поможет купить устройство, которое точно подойдет к имеющемуся отопительному оборудованию.

Длина нагревательной трубки

Протяженность трубки является одной из главных характеристик, которые определяют эффективность работы устройства.

Большая её длина при равной мощности приводит к увеличению площади поверхности электронагревателя и ускорению теплообмена с рабочей средой. Это положительно сказывается на долговечности ТЭНа и скорости циркуляции теплоносителя.

ТЭНы с длинной трубкой идеально подходят для установки в самодельные регистры, которыми удобно обогревать большие помещения и хозяйственные постройки

Желательно, чтобы трубка проходила по всей длине рабочей зоны отопительного прибора, не дотягиваясь до противоположной стенки на 6-10 см. Эта рекомендация позволит быстро и равномерно прогревать теплоноситель.

Наличие дополнительного функционала

Переплачивать за дополнительные возможности ТЭНов не всегда нужно. Если отопительный прибор используется в качестве вспомогательного и не имеет собственной встроенной автоматики, то покупка модели с термостатом имеет смысл.

Но при наличии в радиаторе или электроконвекторе собственных термодатчиков и механизмов контроля температуры дополнительные функции так и останутся невостребованными.

Встроенная в заглушку ТЭНа электроника должна иметь предохранительные механизмы, чтобы в случае поломки регулирующей платы не случился пожар

Поэтому приобретать дорогостоящие электронагреватели со встроенной автоматикой рекомендуется только при явной необходимости в таком оборудовании.

Что касается производителей ТЭНов, то их выбор не принципиален. Основными поставщиками являются фирмы из России, Украины, Турции и Италии. Качество их продукции примерно одинаково, поэтому нет смысла переплачивать за бренд.

Выводы и полезное видео по теме

Практический обзор ТЭНов различных типов:

Обзор ТЕНа с терморегулятором:

Особенности блочного ТЭНа, используемого в отопительных электрокотлах отопления:

Покупка ТЭНа для отопительных приборов является непростой задачей. Для этого требуется четко знать характеристики оборудования, в которое встраивается электронагреватель. Поэтому останавливать свой выбор на конкретной модели нужно только после тщательного анализа её параметров.

sovet-ingenera.com

описание, фото и как выбрать



Основным нагревательным элементом в бойлере является тэн для водонагревателя. Выбрать тэн не сложно, он бывает сухой и мокрый. Именно благодаря тэну в водонагревателе происходит нагрев воды. Электрический водонагреватель становится обычным аксессуаром в наших квартирах, который нагревает требуемый объем воды, необходимый человеку для хозяйственно-бытовых потребностей.

Содержание статьи

  • 1 Что представляет собой тэн
  • 2 Конструктивные различия
    • 2.1 Мокрый или открытый вариант
      • 2.1.1 Преимущества и недостатки
    • 2.2 Сухие или закрытые
      • 2.2.1 Преимущества и недостатки
  • 3 Проверка работоспособности и замена
    • 3.1 Этапы работ при замене
  • 4 Заключение

Что представляет собой тэн

Тэн для водонагревателя представляет собой трубчатый электронагреватель. Он изготавливается из тонкой меди, углеродистой или нержавеющей стали. Внутри такой трубки, которая служит своеобразной оболочкой, находится проволочная спираль, через которую проходит электрический ток.

Тэны изготавливаются закрытыми или открытыми. При закрытом тэне, нагревательная трубка накопительного бака размещается внутри специальной колбы, которая нагревает воду. Сам же тэн с водой не соприкасается, поэтому получил название «сухой». Такой тип крепления препятствуют образованию накипи, и скорость нагрева воды высокая.

Открытый тип выполняется в классическом варианте, по аналогии нагревательного элемента в обычном бытовом электрочайнике. Сами тэны водонагревателей находятся в непосредственном контакте с водой, поэтому называются «мокрым». Если такой элемент вышел из строя, то его замена не требует сложных работ.

Конструктивные различия

Чтобы разобраться, какой тэн для водонагревателя лучший, нужно конкретно рассмотреть их конструктивные различия.

Мокрый или открытый вариант

Фото мокрого ТЭНа

«Мокрые» тэны непосредственно контактируют с водой, находящейся в водонагревательном баке. Эти открытые нагревательные элементы внутри своей пустотелой трубки заполнены магниевым оксидом или кварцевым песком, которые представляют собой высокотеплопроводные вещества. Основой мокрого тэна является спиралеобразная нихромовая проволока.

В зависимости от производителя открытые тэны имеют три основные отличительные характеристики.

  1. По типу крепления они могут быть гаечными или фланцевыми. Фланцевые элементы в свою очередь, изготавливаются литыми или штампованными.
  2. По наличию анодного гнезда. Тэн для водонагревателя может при наличии гайки не иметь анодного крепления, или иметь на фланце дополнительный крепеж в виде резьбы.
  3. По форме нагревательные элементы могут быть прямыми или гнутыми в разных направлениях. Эту форму определяют по типу основного бака для нагрева воды. По материалам изготовления наиболее распространены изделия из меди и нержавеющей стали.
Преимущества и недостатки

Тэн для водонагревателя с открытым способом установки имеет высокую скорость нагрева воды. Однако качественные показатели воды в наших коммуникационных системах очень негативно влияют на его срок службы.

Фланцевое крепление открытых тэнов способствует появлению на них электролитической коррозии и известковой накипи, что существенно снижает теплоотдачу и приводит к большему расходу электроэнергии. Эти тэны доступны по цене и не отличаются повышенным уровнем безопасности. Поверхности трубок тэна водонагревателя покрыты стекловидной эмалью для защиты от коррозийных процессов.

Сухие или закрытые

Закрытый или «сухой» тэн для водонагревателя представляет собой изолированный от внешней среды нагревательный элемент в специальной керамической колбе, к которой предъявляются повышенные требования прочности. Колба закрытого тэна изготавливается из магниевого силиката или стеатита, а сам нагревательный элемент делают из нержавеющей стали. Поэтому нагрев воды в бойлере с закрытым нагревателем происходит посредством передачи тепла кожухом.

Преимущества и недостатки

Фото сухого ТЭНа

Закрытое исполнение тэнов более безопасно, здесь абсолютно исключено электрическое замыкание. Они:

  • Простые в обслуживании;
  • Имеют длительный срок эксплуатации;
  • Экономичны;
  • Легко ремонтируются.

Закрытый керамической колбой тэн для водонагревателя составляет единый фрагмент, а его поверхность является надежным тепловым передатчиком. Бак и фланец закрытого нагревателя защищены эмалевым покрытием, которое препятствует образованию накипи. Поэтому срок службы сухих тэнов в три раза выше мокрых аналогов.

К недостатком стеатитовых нагревателей можно отнести то, что они не универсальны. Их изготавливают конкретно под каждый вид модели бойлера с учетом того, что замена его будет производиться на такой же тэн.

Проверка работоспособности и замена

Схема устройства водонагревателя

Специалисты утверждают, что срок службы нагревательного элемента бойлера составляет четыре года. Главной причиной выхода его из строя указывают на жесткую воду. Поэтому для увеличения срока службы водонагревателя, ему необходимо ежегодно проводить специальную профилактику в виде очистки тэна и анода от осевшей грязи и накипи.

Первым признаком выхода тэна из строя будет срабатывание электрозащиты и отсутствие нагрева. Проверить его работоспособность можно двумя способами.

  1. С помощью обычной контрольной лампочки. Для этого нужно собрать последовательно тэн и лампочку в единую электрическую цепь и подключить к сети. Если лампочка будет гореть, значит, нагревательный элемент в норме.
  2. С помощью специального мультимера или тестера, для измерения сопротивление нагревательного элемента. Нулевой показатель сопротивления будет говорить о том, что тэн нуждается в замене.

На замену необходимо подбирать элементы, соответствующие емкости бойлера.

Этапы работ при замене

Рассмотрим проведение работы по замене сухого тэна, который состоит из таких основных этапов.

  1. Изначально отключается подача электропитания и воды, с бойлера сливается оставшаяся жидкость.
  2. Затем проводят отсоединение бойлера от электросети.
  3. Потом снимается внешняя крышка бойлера.
  4. Для уверенности можно проверить фазометром входные клеммы на отсутствие напряжения.
  5. После откручивания гаек, фиксирующих нагревательный элемент, откидываются подводящие провода.
  6. В обязательном порядке проверяется состояние контактов нового элемента, они должны быть абсолютно сухими.
  7. Далее вместе с нагревательным элементом нужно поменять и защитный магниевый анод.
  8. При замене тэна нужно пользоваться качественными уплотнительными резинками, чтобы на них не было вмятин и надрезов.
  9. Монтаж нового тэна проводится в обратном порядке демонтажу.
  10. После бойлер заполняется водой, из крана горячей воды выпускается избыточный воздух, а после включается водонагреватель в электрическую сеть.

Заключение

Электрические бойлеры представляют собой накопительный водонагреватель, который работает в жестких условиях эксплуатации. На него влияет:

  • Жесткая вода;
  • Скачки напряжения;
  • Электролитическая коррозия;
  • Грязевые образования.

Большая часть этого негатива на себя берет нагревательный тэн. Поэтому он является расходным материалом, требующим периодической замены для увеличения срока службы водонагревателя.

Как показывает практика, лучшими считаются водонагреватели, имеющие максимальный объем бака водонагревателя и обустроенные закрытыми нагревательными элементами. Так как в этом случае можно экономить на энергопотреблении и нагревательном тэне за счет его повышенного срока службы.


tavannaya.ru

Что такое ТЭН: понятие, виды, назначение

Из статьи вы узнаете, что такое ТЭН, для каких целей он используется, как подключается. Также узнаете о том, какую он имеет конструкцию. Если вкратце, то это электронагревательный прибор, а сама аббревиатура расшифровывается довольно просто. Это трубчатый электрический нагреватель. Носит он такое название по той причине, что зачастую эти элементы изготавливаются в виде керамических, стеклянных или металлических трубок. А теперь давайте рассмотрим подробнее все компоненты этого электрического прибора.

Конструкция элемента

В статье приведена схема нагревательного элемента. Самый главный компонент любого ТЭНа – это непосредственно нагреватель, изготовленный из нихромовой нити, которая расположена внутри трубки по всей длине. Края нити закреплены на выходных шпильках. У нихромовой нити определенное сопротивление, когда по ней начинает протекать ток, она нагревается, а тепло отдает металлической или керамической обойме.

Для того чтобы определить сопротивление нити, необходимо напряжение разделить на силу тока. В итоге мы получим сопротивление обмотки ТЭНа, выраженную в омах. А если точнее, то разделим 220 на 4,55 и получим, что сопротивление нити из нихрома должно быть равно 48,4 Ом.

Нужно отметить, что сопротивление прямо влияет на мощность нагревательного элемента. Чем меньше значение сопротивления, тем больше мощность нагревательного элемента. Нужно обратить внимание на то, что практически вся мощность будет расходоваться на нагрев нити. Поэтому коэффициент полезного действия у большинства ТЭНов практически равен 100%. Другими словами, чем мощнее нагревательный прибор, тем быстрее и больше он прогревается.

Изолятор и материал для трубок

Между трубкой и нихромовой нитью находится изолятор, который способен выдерживать очень высокие температуры. Для того чтобы изготовить трубку для ТЭНа, необходимо выбирать материалы, которые не подвергаются коррозии. Именно такие трубчатые электронагреватели чаще всего используются в промышленности и быту.

Заключенные в стеклянной трубке применяются, как правило, в очень агрессивных средах, например, в химических лабораториях, в которых необходимо нагревать различные смеси. Но можно встретить их и в бытовых нагревателях. Как правило, они используется в приборах, использующих излучение инфракрасного типа. Трубки из керамики в нагревателях используются на сегодняшний день очень редко.

Диаметр трубок

У трубок диаметр может быть любым, но большое распространение нашли элементы, диаметр которых лежит в диапазоне 6-24 мм. Кроме того, что у изолятора должны быть высокие изоляционные свойства, необходимо, чтобы он эффективно передавал тепло от нагревательной спирали к трубке. А теперь поговорим о том, что такое ТЭН и как он работает.

Электропитание на ТЭН подается при помощи клемм, которые расположены на вставках с изоляторами. Клеммы могут располагаться как на одном конце, так и на обоих. Существуют разновидности трубчатых электронагревателей, которые оснащаются встроенной защитой в виде предохранителя. Как правило, такие элементы устанавливаются в посудомоечных или стиральных машинках.

Для обогрева воздуха

У таких нагревательных элементов температура может достигать 450 градусов. Эти трубчатые приборы применяются для того, чтобы обогревать воздух в бытовых и промышленных помещениях. Такие ТЭНы являются основой при изготовлении конвекторов, различных конструкций сушильных камер, воздушных тепловых завес. У этих нагревателей гладкие или ребристые трубки. Что такое ТЭН для обогрева воздуха, рассмотрим далее.

Ребра этих нагревателей изготавливаются из стальных лент, которые крепятся к трубке. Благодаря использованию ребер можно увеличить площадь поверхности элемента, поэтому значительно снижается нагрузка на нихромовую нить, а также увеличивается ресурс элемента. Теплоотдача при этом существенно увеличивается.

Нагреватели для воды

При замене ТЭНа стиральной машинки можно увидеть, что у него конструкция полностью герметичная. Очень часто такие нагревательные элементы можно встретить как в стиральных машинах, так и в бойлерах, отопительных приборах. Вода может прогреваться в них до температуры кипения, а это 100 градусов по Цельсию. Если объем воды очень большой, используются приборы блочного типа. Достаточно часто вместе с ТЭН для бойлера ставится регулятор температуры.

С помощью терморегулятора получается отключить нагревательный элемент от питания при достижении жидкостью необходимой температуры. Как только вода остынет, терморегулятор заново включает питание, и спираль начинает прогреваться. Используются такие ТЭНы для котлов отопления, бойлеров, в стиральных машинках.

Приборы гибкого типа

Такие конструкции нашли применение в системах с горячих каналов, в пресс-формах. Они удобны в тех случаях, когда нужно контуру в горячей канальной системе придать определенную форму. Размеры электронагревательных элементов могут быть любые. Разновидность гибкого электронагревательного элемента, который знаком практически каждому домовладельцу – это кабель саморегулирующийся для теплого пола. Такой нагревательный ТЭН очень часто используется при изготовлении системы отопления помещений.

Отдельный вид прибора – это патронный, в котором выводы для соединения с источником питания находятся на одной стороне. Длина нагревательного элемента может быть максимум 3,5 м. Основное отличие от всех остальных разновидностей приборов заключается в том, что у него компактный корпус, чаще всего изготовленный из нержавеющей стали с выводами.

У патронных ТЭНов очень высокая удельная мощность, тепло от нагревательного элемента передается как конвекционным, так и контактным путем. Как правило, такие нагреватели часто используются в промышленности при нагреве масла, различных форм, изготовленных из металла. Достаточно часто приборы можно встретить автомобильной промышленности, обувной, пищевой, в литейном производстве.

Подключение приборов

Для того чтобы подключить прибор к сети переменного напряжения, необходимо воспользоваться схемами, приведенными в статье. Обязательно устанавливаете защиту – автоматический выключатель. Кроме того, можно ставить магнитный пускатель для коммутации цепи или же электромагнитное реле. Если нужно производить регулировку температуры, устанавливайте специальный регулятор – допускается использовать как электронный, так и механический, работающий по принципу термостата. Теперь вы знаете, что такое ТЭН и каковы его разновидности, а самое главное – ознакомились со схемами подключения.

autogear.ru

ТЭНы для воды, воздуха и других сред

Оглавление статьи

Доброго времени суток, мои дорогие читатели! В моих статьях я часто упоминаю слово ТЭН, еще нигде толком о них ничего не рассказывал. Этот недочет необходимо исправить! Поэтому я и решил написать данную статью, в которой дам краткий ликбез по данной (достаточно обширной) теме. А в одной из следующих статей я расскажу как подключать ТЭНы у электрического котла. Сразу скажу, что не претендую на полноту обзора и буду рад вашим замечаниям и комментариям, на основе которых  можно будет дополнить данную статью. Итак, начнем с определения.

Что такое ТЭН.

ТЭН (сокращение от трубчатый электронагреватель) — это простейший электрический нагревательный  прибор, который имеет самые разнообразные области применения:

  • Отопление — ТЭНы применяются в качестве нагревателей в электрических котлах, электрокаменках для саун, масляных радиаторах и так далее.
  • Горячее водоснабжение — с помощью ТЭНов нагревают воду накопительные и проточные водонагреватели. Да и в обычных бытовых чайниках тоже установлен ТЭН.

В общем, сфера применения таких приборов очень широкая. Везде, где нужно что-либо нагреть можно задуматься о применении того или иного вида ТЭНов. Теперь давайте подробно рассмотрим основные виды трубчатых электронагревателей:

  • ТЭНы для нагрева жидкостей — чаще всего при помощи таких приборов нагревают воду для тех или иных целей, но из этого правила есть исключения. Например, существуют модели, предназначенные для нагрева машинного масла или пищевых продуктов.
  • ТЭНы для нагрева воздуха — и так понятно, что такими приборами нагревают воздух, но тут есть свои нюансы — наличие или отсутствие обдува и скорость обдувающего воздуха. Кроме того, воздушные ТЭНы могут быть с оребрением, при помощи которого увеличивается площадь их поверхности.

Основные характеристики и устройство ТЭНов.



Для того, чтобы понять как устроен трубчатый электронагреватель посмотрите ниже на рисунок:

  1. Оболочка — металлическая трубка. В качестве оболочки применяются медные, стальные или алюминиевые трубки разных диаметров.
  2. Контактный стержень — металлический стержень с резьбой на конце, через который подключается питание ТЭНа.
  3. Нагревательный элемент — спираль из сплава с высоким удельным сопротивлением.
  4. Наполнитель — в качестве наполнителя используется диэлектрик периклаз (белый порошок оксида магния).
  5. Герметизирующий материал — защищает наполнитель от попадания наружной влаги и тем самым сохраняет его свойства.
  6. Контактные шайбы и гайки нужны для крепления клемм.
  7. Изолятор — разделяет контактный стержень и оболочку ТЭНа. Нужен для защиты от утечки тока на корпус.

На рисунке указаны параметры длины. Давайте расшифруем их значение:

  • L — развернутая длина нагревателя. По ГОСТу она равна сумме длин прямолинейных и изогнутых участков.
  • Lа — активная длина. Равна длине нагревательного элемента.
  • Lk — это длина заделки контактного стержня. Длина заделки нормируется и указывается в маркировке при помощи литеры.
  • Ly — это длина пути тока утечки. Специальная нормируемая величина.
  • d — диаметр ТЭНа.

Как читать маркировку ТЭНов.



Для того, чтобы можно было отличать одни ТЭНы от других была разработана специальная маркировка, закрепленная государственным стандартом. Она наносится на поверхность при помощи пресса и должна находиться недалеко от изолятора. Рассмотрим для примера такую маркировку:

100А13/1,6р220 — 2R30

  • Цифрой 100 обозначена развернутая длина ТЭНа в сантиметрах.
  • Буквой «А» в маркировке зашифрована глубина заделки контактного стержня (расшифровку приведу ниже).
  • Цифра 13 обозначает диаметр трубки в миллиметрах.
  • Цифра 1,6 обозначает мощность нагревателя в кВт.
  • При помощи буквы «р» зашифрованы нагреваемая среда (в данном случае вода и слабые растворы щелочей или кислот) и материал трубки (углеродистая сталь).
  • Цифра 220 обозначает напряжение питания 220 В.
  • Цифра 2 — это номер формы ТЭНа (в данном случае он U-образный).
  • R30 — радиус загиба ТЭНа в миллиметрах.

Теперь давайте расшифруем длину заделки контактных стержней. Смотрим ниже на рисунок:

Теперь перейдем ко второй букве в маркировке. Приведу расшифровку наиболее популярных вариантов:

БукваНагреваемая средаМатериал трубкиМаксимальная удельная мощность, Вт/см2
XВода или слабые растворы щелочей и кислотМедь или латунь9
PВода или слабые растворы щелочей и кислотУглеродистая сталь15
JВода или слабые растворы щелочей и кислотНержавеющая сталь15
ZЖиры или маслаУглеродистая сталь3
OВоздух или другие смеси газов (с обдувом)Углеродистая сталь5
SВоздух или другие смеси газов (без обдува)Углеродистая сталь2,2

Более подробно все расшифровано в ГОСТе 13268-88.  Для воздушных ТЭНов прописано наличие или отсутствие обдува и даже необходимая скорость воздуха. Если вы будете использовать ТЭНы предназначенные для обдува на спокойном воздухе, то они быстро перегорят из-за слишком большой удельной мощности. Для полноты обзора добавлю картинку с формами. Это поможет вам легче в них ориентироваться:

Какие ТЭНы применяются в электрических котлах и водонагревателях.

Ранее я писал отдельную статью по электрическим котлам, которую тоже рекомендую прочитать. Ну да ладно, давайте перейдем к делу. В качестве нагревательных элементов для электрических котлов применяются блоки ТЭНов. Представляют они из себя несколько нагревателей, которые объединены вместе при помощи гайки. Чтоб было понятнее смотрите ниже на рисунок:

 

Гайка может быть следующих диаметров: 1,25 дюйма, 2 дюйма и 2,5 дюйма. Уплотняется такой блок при помощи кольцевого резинового уплотнения (если оно предусмотрено конструктивно) или при помощи подмотки нитью или ФУМ-лентой. Что касаемо трубок, они могут быть изготовлены из углеродистой или нержавеющей стали. Нержавейка дороже, но значительно дольше живет чем черная сталь.При мощностях до 9 кВт, внутри котлов могут быть установлены блоки с напряжением питания 220 В. При большей мощности, в котлах устанавливаются блоки под трехфазное напряжение 380 В.

Теперь перейдем к ТЭНам  для водонагревателей. Они могут быть выполнены на резьбовой гайке (чаще всего диаметром 1,25 дюйма) или на фланце, который зажимается при помощи болтов. Смотрим ниже на рисунок:

ТЭН для водонагревателя на фланце

 

Есть еще «сухие» ТЭНы. Они изолированы от воды в специальных колбах и производители утверждают, что они более безопасны, чем обычные. Хотя все их преимущества в безопасности можно свести на нет при помощи установки УЗО, которое будет отключать питание при наличии тока утечки больше 30 мА.

«Сухой» ТЭН

Резюме статьи.

Данная статья предназначена для тех, кто слабо представляет себе из чего сделан ТЭН и для чего он нужен, поэтому прошу специалистов не судить строго, а помочь дополнить ее при помощи хороших и интересных комментариев. На этом все, желаю всем удачи!

znayteplo.ru