Электротэны для водяного отопления

Применение ТЭНов для отопления дома своими руками: монтаж в батареи, радиаторы и котлы

При поиске оптимальных схем отопления нередко забывают о проверенных способах поддержания комфортной температуры в доме. Наряду с традиционными твердотопливными котлами в некоторых случаях оптимально использовать тэны для отопления дома своими руками: батареи, радиаторы, котлы могут включает в себя этот нагревательный элемент. Однако перед тем как начать установку оборудования — необходимо взвесить все за и против.

Когда целесообразно использовать ТЭНы

Прежде всего следует уточнить, что самодельный тен для батареи отопления изготавливать не рекомендуется. Это связано с соблюдением техники безопасности эксплуатации. В подобных конструкциях сложно предотвратить короткое замыкание, когда электрический ток проникает в теплоноситель. Поэтому отопление на тэнах своими руками нужно делать только с применением заводских моделей.

Нагревательным элементом служит спираль из металла с высоким показателем электрического сопротивления. Она заключена в металлическую оболочку, которая заполнена маслом. Таким образом обеспечивается лучший коэффициент теплопередачи во время работы устройства. При подключении к электрической сети спираль начинает нагреваться, передавая тепловую энергию на поверхность оболочки. Она же, в свою очередь, является теплообменником между ТЭНом и водой.

Нагревательные тены для отопления актуально использовать в следующих случаях:

• Создание систем отопления без магистрали. Чтобы это сделать понадобится тэн для радиатора отопления с возможностью регулирования мощности;
• Входят в состав электрических котлов. Если заводские модели слишком дороги — можно сделать аналог своими руками. В качестве основного нагревательного прибора рекомендовано использовать специальный тэн для котла отопления. Он отличается повышенной мощностью, в большинстве случаев рассчитан на напряжение в сети 380 В;
• Для быстрого нагрева помещения. В отличие от твердотопливного для газового котла отопление электрическими тенами имеет минимальное время нагрева теплоносителя. Если необходимо в короткие сроки повысить температуру в комнате — лучше всего использовать этот тип отопления.

Сравнение стоимости отопления для различных видов энергоносителей

Помимо этого электрические нагревательные приборы имеют небольшие размеры. Они успешно интегрируются не только в котлы и радиаторы отопления, но и непосредственно в трубу. Благодаря этому уменьшаются габариты всей системы, что актуально для небольших домов и квартир. Недостатком отопления на тенах, изготовленными своими руками, можно отнести большие текущие расходы. При сравнительном анализе различных энергоносителей электричество окажется самым дорогим.

Действительно ли эффективно использовать тэны для радиаторов отопления? Отзывы содержат зачастую противоречивую информацию. В основном это связано со сроком службы нагревателя. Причиной этому является неправильный монтаж и эксплуатация устройства.

Врезку тэна в систему отопления можно осуществить своими силами. Зачастую производители прилагают к устройству инструкцию по монтажу.

Правила установки и эксплуатации ТЭН

Одним из главных параметров для каждого электроприбора является его номинальная мощность. Корректная установка тена в систему отопления осуществляется только после расчета этой величины. Для этого необходимо использовать простую формулу:

Где м – масса энергоносителя, кг, Тк и Тн – значение температуры воды после и до нагрева, Т – требуемое время повышения температуры до оптимальной Тк .

Для 6-ти секционного алюминиевого радиатора м будет равно 0,45*6=2,7 кг. Предположим, что Тк=80°С. а Тн=20°С. Время нагрева должно составлять 10 мин. В таком случае оптимальная мощность, которой должны обладать электрические тэны для радиаторов отопления будет составлять:

При этом учитывается, что теплоносителем является вода. С применением антифриза номинальная мощность тена для батареи отопления должна быть увеличена с поправкой 1,44 – 1,06*1,44=1,52 кВт .

Затем необходимо ознакомиться с правилами монтажа электрических тэнов для отопления дома.

Наружная оболочка должна всегда находиться в воде. Если этого не делать, тепло от спирали не будет компенсироваться низкой температурой воды. В результате ТЭН быстро выйдет из строя из-за перегрева. Поэтому тен для отопления дома монтируют в самой низкой точке радиатора. В таком случае он не будет находиться в возможной зоне формирования воздушных пробок.

Качество теплоносителя

Вышедший из строя ТЭН

Лучше всего использовать дистиллированную воду, так как она содержит минимальный % примесей. При нагреве они формируют на поверхности защитной оболочки слой накипи. Это приводит не только к потере эффективности работы устройства, но и является основной причиной коррозии.

Герметизация стыков

Во время установки тена в систему отопления нужно предварительно ознакомиться с инструкцией от производителя. Если в ней указано, что торцевые стыки электродов должны быть дополнительно герметизированы — это обязательно выполняется. В противном случае при попадании воды на поверхность нагревательной спирали повышается опасность для проживающих в доме. Ознакомившись с этими правилами можно приступать к установке тэна для отопления.

Не каждый тэн подходит для радиатора отопления. Следует выбирать только специальные модели с соответствующим монтажным диаметром.

Радиаторное электрическое отопление дома

Схема установки ТЭНа в радиатор

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

Подключение ТЭНа к действующему отоплению

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

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

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

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

Пример установки ТЭНа в чугунный радиатор

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

Радиаторный электрический обогрев

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

• Экономия на закупке материалов и уменьшение трудоемкости монтажных работ;
• Если используется тэн с терморегулятором для отопления и подключенный к нему датчик температуры — регулировка степени нагрева комнаты будет выполняться автоматически;
• Минимальная инерция нагрева системы.

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

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

Электрокотел своими руками

Конструкция электрического котла

Можно ли сделать котел, в котором используются электрические тены для отопления дома, самостоятельно? Для начала нужно ознакомиться с конструкцией заводских моделей.

Они состоят из блока с установленным нагревательным элементом, системы управления и безопасности. В отличие от традиционных котлов он отличается небольшими размерами и возможностью установки практически в любом месте системы. Для изготовления понадобятся следующие инструменты и материалы:

• Блок тэнов. Лучше всего использовать этот вид нагревателей, так как они имеют максимальную мощность;
• Термостат и температурный датчик;
• Стальной корпус, разделенный на две зоны. В одной будет располагаться электрический тэн с терморегулятором для отопления, а во второй устанавливается блок управления и защиты.

Так как тен в системе отопления должен постоянно находиться в воде — рекомендуется монтаж датчика уровня жидкости. Циркуляция жидкости происходит через входной и выходной патрубки. Для улучшения этого процесса предусмотрена колодка подключения циркуляционного насоса. Но следует отметить, что делать подобные котлы мощностью выше 9 кВтт для частного дома не рекомендуется. Это связано с максимальной нагрузкой на электросеть и большими накладными расходами.

Установленный дополнительный тэн с терморегулятором в отопление можно использовать как способ предотвращения замерзания теплоносителя. Для этого устройство может работать на минимальной мощности.

Как выбрать нагревательные элементы отопления

ТЭН для отопления с пластинами

Как правильно выбрать тен для системы отопления? В настоящее время есть множество производителей, которые предлагают подобную продукцию. Однако не всегда и качество, и технические параметры соответствуют требуемым. Поэтому перед приобретением нужно обратить внимание на такие эксплуатационные характеристики нагревателя:

• Номинальная и максимальная мощность. Если необходим тэн в котел отопления — его мощности должно хватить для работы системы. Простейший способ расчета — на 10 м.кв. дома нужно 1 кВт тепловой энергии;
• Тип электросети. Для моделей с мощностью до 3 кВт можно использовать домашнюю сеть 220 в. Если же планируется монтаж тена для системы отопления большей мощности — следует провести трехфазную сеть 380 В. Это может быть связано с трудностями в оформлении документации;
• Наличие термостата. Для системы радиаторного электрического отопления это является основным фактором выбора. Если приобретать тен без возможности регулировки мощности — он будет постоянно работать на максимальном режиме. Таким образом резко повысятся затраты на электричество;
• Стоимость. Средняя цена 2-х кВт модели начинается от 900 рублей. Стоимость более мощных может составлять до 6000 рублей. Зачастую они изготавливаются под заказ.

Внешний вид нагревательного элемента также может повлиять на его работоспособность и КПД. Лучшим вариантом будет приобретение оребренного тэна в котел отопления. Он отличается от обычных тем, что на защитной оболочке располагаются дополнительные теплообменные пластины.

Благодаря им площадь нагрева увеличивается. Такая конструкция характерна для тэнов в радиаторы отопления большего диаметра. Отзывы о них говорят о повышенной теплоотдаче даже при минимальном режиме работы. Но не всегда их габаритные размеры дают возможность установки в батарею. Поэтому чаще всего приобретают простые нагреватели трубчатого типа. Для повышения КПД можно купить блок тэнов с терморегулятором. Он отличается от традиционных наличием нескольких нагревательных элементов на одной основе.

Профилактика поломок ТЭНов

Игольчатый ТЭН без возможности регулировки мощности

Даже после того, как удалось профессионально врезать тэн систем отопления нужно соблюдать правила эксплуатации. Сначала проверяется возможность электросети выдерживать максимальные нагрузки. Для этого необходимо суммировать всю мощность электроприборов в доме и к полученной цифре прибавить коэффициент 1,2 для запаса мощности. Сечение электропроводки должно выдержать расчетную мощность без перегрева или короткого замыкания.

Работа нагревательных элементов в приборе заключается в постепенном разрушении спирали нагрева. Поэтому тены, предназначенные для батарей отопления, должны иметь максимальный срок эксплуатации не менее 10 лет, что подтверждается производителем. Помимо этого нужно соблюдать такие правила:

• Не добавлять водопроводную воду в трубы или радиаторы отопления. Это может привести к образованию накипи на поверхности тэна. Используйте только дистиллированную воду;
• Монтаж УЗО (устройство защитного отключения) обязателен. К нему можно подключить один или несколько ТЭНов. При возникновении аварийной ситуации это устройство отключит электропитание;
• Частое включение выключение тена при отоплении дома снижает его срок эксплуатации;
• Если на поверхности батареи наблюдается статическое электричество — нужно срочно проверить герметичность нагревательного элемента;
• Монтаж тэна в котел отопления или радиатор без заземления запрещено.

Руководствуясь этими простыми рекомендациями можно сделать не только эффективную, но и безопасную систему отопления частного дома или квартиры с помощью электрических нагревательных приборов.

Нельзя устанавливать тен в систему отопления без предварительной проверки заземления. Для этого лучше всего воспользоваться услугами электролаборатории.

Сломался тэн в котле или бойлере

Замена ТЭНа в котле отопления

Несмотря на свою надежность, выход из строя отопления электрических тэнов довольно часто. Если это заводская модель — делать самостоятельный ремонт можно только в том случае, если есть уверенность в собственных силах. Лучше всего обратиться в специализированную компанию, так как помимо нагревательного элемента в процессе неквалифицированного ремонта можно повредить другие важные части системы.

Если же принято решение самостоятельно восстановить работоспособность котла — сначала нужно ознакомиться с его конструкцией. Для этого можно воспользоваться данными из паспорта или посмотреть данные на сайте производителя. Перед демонтажем нагревательного тена отопления нужно обеспечить устройство. Затем выполняется слив теплоносителя. Проверить работоспособность нагревателя можно с помощью индикатора. В паспорте должен указываться показатель сопротивления при замыкании цепи. Если показатели не совпадают с исходными — устанавливается новый ТЭН. Оптимальный вариант — монтаж аналогичного устройства от этого же производителя.

Перед тем как врезать тэн в систему отопления, нужно сделать хорошую теплоизоляцию в квартире или доме. Это уменьшит текущие затраты на электричество, что в свою очередь увеличит срок службы нагревательного элемента.

ТЭНы для отопления с терморегулятором

Трубчатые электронагреватели – устройства, предназначенные для нагрева жидкости. Такие известны всем, кому хоть раз приходилось пользоваться электричеством, чтобы согреть литр воды. ТЭНы для отопления с терморегулятором применяют в тех помещениях, где не проходит централизованная городская система, отсутствует газовое оборудование, или просто по желанию владельцев.

Конструкция ТЭНа

Токопроводящей частью конструкции ТЭНа является металлическая спираль с высоким сопротивлением, обычно это смесь никеля и хрома. Именно такой параметр, как удельное сопротивление, играет ключевую роль в принципиальной работе устройства. Согласно законам физики, чем выше сопротивление металла, тем больше теплоты образуется при протекании через проволоку электрического тока. Спираль помещают в металлическую трубку, которая выполняется из нержавеющего материала – углеродистой стали, меди и др. ТЭНы в батареи отопления выпускаются трех диаметров трубки – 13 мм – самый распространенный, встречаются также 10 и 8 мм. Оставшийся объем трубки заполняют диэлектриком, в качестве которого часто выступает оксид магния.

Устройство и виды терморегулятора

Терморегулятор – устройство автоматизации отопительного процесса. Он служит для регулировки температуры жидкости. Согласно заданным параметрам он отключает питание ТЭНа, когда вода дошла до нужной температуры, и, соответственно, вновь включает нагреватель, когда «градус понизился». По своей конструкции различают 3 типа таких регуляторов:

• Стрежневой – первый и самый дешевый вариант. Принцип работы основан на действии теплового расширения. Ключевой частью является металлический стержень, помещаемый в жидкость вместе с трубчатым нагревателем. По мере нагревания воды стержень расширяется и в момент нужной температуры и, соответственно, расширения приводит в действие терморегулятор, который и отключает питание. Одновременно охлаждаясь, стержень уменьшается в объеме и при низком градусе вновь включает контрольный прибор, который подводит электричество к ТЭНу.

Совсем недавно такое устройство терморегулятора было самым распространенным, пока не выяснилось, что его действие не настолько уж безупречное. Парадокс в том, что при доливании холодной воды в нагревательный бак стержень, ранее находившийся в горячей жидкости, начинает резко сужаться, тем самым включая ТЭН для отопления в уже нагретой системе.

• На замену несовершенному типу термостата пришел другой – капиллярный. Работа основана на том же тепловом расширении, только теперь вместо стержня ключевой частью служит капиллярная трубка с жидкостью внутри, которая при расширении оказывает давление на регулятор. Конструкционно решается проблема ложного сигнала при доливании холодной воды. Подобными регуляторами оснащается большинство современных моделей ТЭНов в то время, как стержневой термостат остается на рынке только в качестве запчасти для старых моделей.

• Третий тип – это, безусловно, современное решение – электронный защитный терморегулятор. В его конструкцию входят два датчика: тепловой и защитный. Первый контролирует температуру воды – выполняет основную функцию. Второй отслеживает возможность перегрева трубчатого нагревателя. Принцип работы датчиков основан на изменении активного сопротивления при изменении температуры. С помощью диэлектрических способностей проводника такие ТЭНы для отопления с терморегулятором способны обеспечивать температуру воды с высокой точностью. Электронное устройство относится к классу продвинутых моделей и стоит далеко не дешево. Выбирая данный термостат, как средство контроля отопительной системы, рекомендуется полагаться, прежде всего, на долгосрочность использования. Затраты на оборудование оправданы, если подразумевается длительная эксплуатация нагревателя. Точность и функциональность позволяют с удобством управлять системой и значительно экономить на потребляемой электроэнергии.

Преимущества ТЭНов с терморегулятором

Удобство устройства состоит в том, что два элемента – нагревательный и контрольный – исполняются в единой конструкции. При поломке автоматических контроллеров заменить элементы достаточно просто, не разбирая другие части нагревателя.

Сравнивая стоимости отопительного оборудования разных типов, электрические нагреватели с терморегуляторами можно отнести к самым дешевым источникам тепла. Они просты в установке и не требуют ничего кроме стабильного электрического сигнала.

Недостатки

Недолговечность – самый основной недостаток, которым обладают ТЭНы для отопления с терморегулятором.

Во-первых, сам трубчатый нагреватель взаимодействует с солями, растворенными в воде. В результате на трубке растет накипь, которая ведет не только к снижению полезного действия, но и к поломке нагревателя. Как средство защиты от налета в некоторых моделях устанавливают дополнительный стержень – магниевый анод. Поскольку магний – химически более активное вещество, соли преимущественно взаимодействуют с ним, и ТЭН обеспечивается защитой от накипи. И снова недостаток – стержень защиты медленно разлагается в химической реакции и со временем требует замены. И хотя замена анода – совсем не сложный процесс, который, как и автоматика, не заставляет разбирать всю конструкцию, неудобство представляет необходимость постоянно контролировать наличие реагента.

ТЭНы для отопления с терморегулятором — особенности выбора

Каждому домовладельцу хочется иметь в своем жилище экономную и бесперебойно работающую отопительную систему.

Многообразие существующих видов отопления позволяет подобрать под нужды каждого дома индивидуальное и оптимальное решение.

Главное в системе отопления – нагреватель теплоносителя. Разнообразные котлы нагревают носитель тепла и он, попадая в батареи, отдает накопленное тепло помещению. При поломках котла все радиаторы исключаются из системы обогрева дома, а в случаи сильных заморозков вода в системе может превратиться в лед и попросту разорвать батареи.

Избежать этих проблем, а также повысить стабильность и увеличить мощность всей отопительной системы позволяют электрические ТЭНы для отопления с терморегулятором. Во многих случаях с их помощью можно создать автономный локальный обогреватель.

Виды и конструкция, а также о функционировании

Конструктивно ТЭН для отопления дома представляет собой металлическую трубку с проволочной спиралью внутри, сделанной из материала с высоким электрическим сопротивлением. При подаче энергии от сети спираль нагревается и отдает тепло оболочке ТЭНа, которая уже в свою очередь нагревает теплоноситель в радиаторе.

Монтаж ТЭНа производится в специализированное гнездо батареи отопления, будь то алюминиевый, металлический или чугунный вариант. Применяется ТЭН и в качестве основного нагревательного элемента в электрокотлах.

В большинстве трубок используется нержавейка или углеродистая сталь. Если на производстве использовалась некачественный металл, то ТЭН может быстро «прогореть». Мощность спирали и форма трубок обусловлена предназначением устройства, в каком именно радиаторе или котле он будет применяться.

Выпускаются модели с оребрением, наличием вокруг трубки дополнительных пластин для повышения теплообмена. Ребра значительно повышают габариты изделия, поэтому не во всех случаях их можно использовать.

Помимо устройств нагревающих воду, отопление помещений электрическим ТЭНом можно осуществлять использую воздушный прибор, который нагревает вместо воды воздух. Но из-за низкой эффективности их мало используют.

Терморегулятор, имеющийся в составе ТЭНа, измеряет температуру окружающего теплоносителя в радиаторе и при необходимости подает электропитание на спираль. После достижения заданных температурных параметров он разрывает цепь. А по мере остывания воды снова подключает спираль к сети и нагревает воду. Наличие термостата позволяет настраивать температурные параметры, такие которые наиболее комфортны для присутствующих в помещении. При его отсутствии ТЭН будет функционировать на максимальной мощности, постоянно потребляя электроэнергию, что резко увеличит счета за оную.

Некоторые модели электрических ТЭНов для отопления дома оснащаются дополнительными функциями: «турборежим» (на короткое время включает устройство на максимальную мощность) и «антизамерзание» (не допускает замерзание теплоносителя, поддерживая его температуру на минимальных показателях).

Целесообразность использования ТЭНа для отопления дома

Водонагревательные ТЭНы актуально применять, когда:

• в помещении создается независимый от центральной системы источник обогрева с регулируемой мощностью;
• требуется быстрый нагрев комнаты – ТЭН начинает работать сразу же при подаче напряжения;
• нужно дополнить существующую отопительную систему, добавить в нее стабильности;
• хочется сэкономить – при сильных заморозках будет работать основной котел, а в теплое время включаться ТЭН вмонтированный в радиатор.

Как правильно использовать?

Помимо банального неисполнения инструкций по эксплуатации и правил техники безопасности ТЭНы могут сломаться из-за:

• коррозии оболочки;
• ее разрыва в результате перегрева;
• постоянных перепадов сетевого напряжения;
• и просто общей разгерметизации трубки.

Чтобы устройство как можно дольше обогревало ваш дом необходимо следовать простым правилам:

1. При присоединении проводов не следует слишком усердствовать и излишне сильно затягивать гайки контактов выводящих концов ТЭНа – они могут лопнуть.
2. Включение прибора в сеть должно производиться исключительно при его нахождении в воде. Иначе опустив нагретую спираль в воду можно получить достаточно сильный взрыв.
3. Поверхность нагревательной трубки необходимо регулярно очищать от накипи. Все зависит от качества воды, но при постоянной работе очистку оптимальней всего производить раз в квартал, не допуская нарастания накипи более 2 мм.
4. При проблемах с качеством электропитания следует подключить бесперебойник или стабилизатор.
5. Для теплоносителя лучше всего в систему наливать дистиллированную воду, в ней процент содержания примесей минимален. Именно они являются причиной появления накипи на оболочке ТЭНа.
6. Используйте устройства защитного отключения питания (УЗО) – при поломках ТЭНа он будет незамедлительно отключен от сети.
7. Обязательно необходимо производить заземление.

Важно понимать. Отнюдь не любой ТЭН может быть смонтирован в радиатор отопления. Подбирать нужно специализированные модели в строгом соответствии с нужным диаметром.

Подведем итоги

Руководствуйтесь всеми этими простыми правилами и инструкциями. Они помогут вам осуществлять безопасное и эффективное отопление помещений электрическим ТЭНом, которые можно применять для формирования локальных источников тепла или дополнять ими централизованную систему отопления.

Как вам статья?