Что значит трубчатый нагревательный элемент в водонагревателях
Трубчатый нагревательный элемент для водонагревателя что это
Обзор трубчатых нагревательных элементов (ТЭН)
Основным источником энергии для подавляющего большинства современных бытовых и промышленных установок, работа которых связана с прогревом различных видов веществ, является электричество. В свою очередь, функционирование таких устройств во многом зависит от одной не очень большой, но важной детали – трубчатого электронагревателя.
Современный электронагревательный прибор трубчатого типа представляет собой спираль из нихрома, заключенную в металлическую оболочку, покрытую изоляционным материалом. На концы спирали крепятся специальные контактные стержни, служащие для подключения к источнику питания. В качестве дополнительных опций ТЭНы оснащают термостатами и предохранительными блоками. Принцип действия основывается на общеизвестном законе физики о преобразовании одного вида энергии в другой: благодаря ТЭНам бойлер преобразовывает электрическую энергию в тепловую.
Разновидности и сфера применения приборов
Сейчас выпускается очень много разных типов трубчатых электронагревателей. Не менее разнообразна и сфера их применения: от стиральных машин до промышленных бойлеров. Делая обзор трубчатых нагревательных элементов, можно выделить несколько основных разновидностей:
1. ТЭН с оребрением (ТЭНР) представляет собой изделие круглого сечения с 2 выведенными концами. К его поверхности плотно прилегает оребрение, изготовленное из стальной гофрированной ленты, навитой на оболочку по спирали. Трубчатые оребренные электронагреватели применяются в основном для подогрева воздуха в промышленных или бытовых конвекторах, калориферах и тепловых пушках. Значительно реже их используют для жидкостей. Описание воздушного ТЭНа такого типа говорит о том, что благодаря большей площади поверхности, ваттная нагрузка уменьшается почти в 2,5 раза. Примером данного ТЭНа является ВКС-Терм 45А13-60А13.
2. Патронный ТЭН (ТЭНП) – состоит из нихромовой спирали, заключенной в трубку из нержавеющей стали, заполненной электроизоляционным наполнителем. Контактные выводы в виде стержней или гибких проводов в термостойкой изоляции, расположены с одной стороны нагревателя. Такой тип наиболее распространен. Он используется в бытовых установках для разогрева литейных и пресс-форм, термоплит, масла, жира, воды. Отличается надежностью, экономичным потреблением электроэнергии и долговечностью. Однако стоимость его высока. Например, купить водяной патронный ТЭН-76-3-10/3.0 j 220 можно за 590-615 руб/шт.
3. Блоки ТЭН (ТЭНБ) представляют собой конструкцию из одного или нескольких нагревателей, закрепленных на одном фланце с помощью сварки или пайки. Масло, различные виды жидкостей, в том числе и с агрессивной средой, – чаще всего их подогрев производится посредством ТЭНов блочного типа. По этой причине приборы востребованы в парогенераторах, бойлерах, котлах.
Масляный блочный ТЭН обладает повышенной мощностью, за счет чего может значительно сократить время разогрева вещества. Однако в результате этого возрастают энергозатраты, что отражается на увеличении количества потребляемого электричества. Приборы для нагрева водной среды в бытовых установках, как правило, оснащаются автоматическими регуляторами температуры, которые значительно упрощают работу с ними. Например, ТЭН 1200 Вт с термостатом 220 в, используемый в бойлерах Ariston, в состоянии нагреть до 150 л воды за 60-90 минут и поддерживать ее при температуре +45 ºС в течение 7-8 часов.
4. Для использования в агрессивной среде (кислотные, щелочные растворы) изготавливают ТЭНы из фторопласта. Такие изделия обладают хорошей химической устойчивостью, адгезией, пластичностью и совершенно исключают возможность короткого замыкания. Цена электронагревателя из такого материала достаточно высока и составляет 600 — 3 000 руб/шт.
Общим недостатком описанных типов трубчатых нагревателей являются их большая металлоемкость, высокая стоимость и то, что они не подлежат ремонту.
Описание моделей, их характеристики и стоимость
Трубчатые нагревательные элементы для бойлеров
Трубчатый электронагреватель — ТЭН изобрели в середине XIX века, за 158 лет своего существования он стал незаменимым элементом многих бытовых приборов, связанных с активным нагреванием воды. ТЭН для водонагревателя является главной деталью — без него невозможна нормальная работа стиральных и посудомоечных машин, ни один электрический бойлер не сможет нагревать воду при отсутствии этой составляющей.
Назначение и разновидность
Для любого водонагревательного изделия ТЭНы являются основной деталью. Работают они от электрической сети, поэтому конструкторы используют их при разработке различных электронагревательных приборов от обычного чайника до автоматизированных бойлеров большой емкости.
ТЭН для водонагревателя конструктивно представляет собой герметически запаянную медную трубку со спиралью из нихрома внутри, которая расположена обычно в нижней части изделия или в исключительных случаях — сбоку. Нижнее расположение более приемлемо, потому что обеспечивает равномерный нагрев всего объема воды.
В зависимости от конструкции нагреватели подразделяются на «сухие» и «мокрые». Первые так называются из-за того, что не имеют контакта с водой — их корпус скрывает герметическая колба. Водонагреватели с сухим тэном используются для современных моделей. Производители считают такую конструкцию более долговечной, так как корпус нагревательного элемента не подвергается постоянному воздействию воды — отсутствие известковых отложений и накипи существенно продлевает срок эксплуатации ТЭН. Они не перегорят, если пользователь случайно включит бойлер без воды.
Тем не менее, самой распространенной моделью считаются мокрые или погруженные ТЭН. Некоторые пользователи считают, что это уже устаревшая модель и совершенно напрасно — они продолжают повсеместно эксплуатироваться в различных водонагревателях. Основным недостатком такого нагревателя считается склонность к частым поломкам из-за накипи и отложений, но по сравнению с сухим собратом их проще найти в продаже, легче заменить и они, естественно, дешевле.
Особенности конструкции
Стандартная конструкция мокрого нагревателя состоит из таких элементов:
Сухой или закрытый ТЭН для бойлера отличается наличием изолирующей колбы из керамики повышенной прочности. Иногда ее корпус делают из магниевого силиката или неорганического стеатита, но только не из металла. Нагревание происходит через эту защитную колбу, а сам трубчатый элемент с водной средой не контактирует, поэтому и служит долго.
Если рассуждать, какие же из видов ТЭН лучше, то надо сразу отметить, что имеются весьма существенные отличия в мощности и по конфигурации — для мокрых элементов существуют различия по применяемому креплению, формам изгиба и материалов для изготовления корпуса. Тип бака, используемого в бойлере, определяет форму нагревателя — по этой характеристике электронагреватель может изготавливаться прямого вида или согнутого, в различных направлениях. В основном корпусе ТЭН мокрого вида делают из меди и нержавеющей стали. Сухой ТЭН для установки в бойлер изготавливается в виде прямого стержня разной длины и диаметра — это зависит от объема бака, корпус делают из нержавеющей стали, а стеатитовое покрытие изготавливается конкретно для каждой модели.
Трудный выбор
Перед пользователями при покупке водонагревателя возникает естественный вопрос, какого типа нагревательный элемент будет лучше для бойлера. Для этого надо, как минимум, ознакомиться с их эксплуатационными характеристиками.
Стандартная установка всех нагревателей в изделиях — фланцевого типа. Таким образом достигается полный контакт с нагреваемой жидкостью, но на корпусе при работе появляются отложения и продукты коррозии. существенно замедляющие эффект теплоотдачи.
Процесс нагревания со временем эксплуатации увеличивается, что приводит к увеличению расхода электроэнергии. Конструкторы разных производителей применяют различные доработки, которые замедляют возникновение отложений и накипи, но мокрым ТЭН свойственно быстро выходить из строя, да и техническое обслуживание их довольно сложное.
Сухие нагреватели имеют более долгий срок службы из-за того, что их корпус практически никогда не контактирует с нагреваемой водой. Внутренняя часть емкости бака, как и фланцы крепления нагревателей, покрывается специальными эмалями на основе титана или стеклофарфора — такая защита от коррозии предотвращает возникновение отложений и накипи.
Многие производители наладили выпуск водонагревателей большого литража с применением сразу двух видов ТЭН, что способствует высокой надежности и увеличению срока службы.
Статистические данные подтверждают, что закрытые нагревательные элементы эксплуатируются в три раза дольше, чем их открытые собратья — мокрые служат не более 5-ти, а сухие не менее 15 лет. Стоимость открытых нагревателей гораздо ниже, они практичнее при ремонте, но, если вы не планируете техническое обслуживание своего водонагревателя, то лучше сделать выбор в пользу сухого варианта.
Какие выпускаются нагреватели
Различные модели водонагревателей отличаются нагревательными устройствами, поэтому надо знать их особенности, чтобы подобрать для своего бойлера идентичный ТЭН.
Знаменитый концерн из солнечной Италии отдает предпочтение нагревателям из нержавеющей стали с хромоникелевым составом. но с медной оболочкой. Фланец делается из латуни — это способствует повышению тепловой мощности не менее 1,5 кВт. ТЭН такого исполнения применяются во всех водонагревателях, как малолитражных видов, так и фолиантах, рассчитанных на не одну сотню литров. Стоимость нового аналогичного элемента находится в пределе 1,5— 2,0 тыс. рублей.
Еще одна итальянская компания снабжает свои изделия сразу двумя видами нагревателей. что значительно сокращает время нагревания воды — один с мощностью 1 кВт, а другой 1,5 кВт. Работают они вместе или по отдельности, что позволяет пользователю отрегулировать процесс нагревания по своему усмотрению. Корпус сделан из сплава, на который есть зарегистрированный патент, состав держится в секрете. Большой плюс — вместо них можно ставить ТЭН от других производителей, например, Атлантик или Гарантерм.
Словенская компания использует нагреватели трубчатого типа, но покрытые защитой из стекловидной глазури или стеклофарфора. аналогичной с эмалью, покрывающей внутреннюю поверхность емкости. Таким образом разработчики успешно борются с появлением накипи и известкового налета, что приводит к частым поломкам этой детали. Вода нагревается до оптимальной температуры в 90 0 C, поэтому при замене и установке нагревателя от другого производителя пользователю надо снизить до 60 градусов, чтобы нагреватель не перегорел.
Возникающие неполадки
Приведем краткий список распространенных неисправностей в работе нагревательных элементов.
Любую неисправность гораздо легче предупредить, нежели потом устранять, прилагая определенные усилия и финансовые вливания.
Алгоритм замены
Замена ТЭНа в водонагревателе весьма трудоемкая операция и проводится она строго по определенному регламенту:
Специально для неопытных пользователей, чтобы помочь им осуществить такую операцию правильно, есть видео сюжет, где в бойлере проводит замену ТЭН опытный мастер:
ТЭН для водонагревателя Термес, Аристон, Электролюкс и других
Работа любого устройства, предназначенного для нагрева воды, была бы невозможной без использования специальных нагревательных элементов. ТЭН для водонагревателя – это самый важный компонент данного прибора.
Конструкция
ТЭН – это тепловой нагревательный элемент, который необходим для нагрева воды в бойлере или котле. Виды ТЭН для водонагревателей:
Главным образом их отличает принцип расположения. Мокрые нагревательные элементы непосредственно касаются воды. Это значительно ускоряет процесс нагрева, но при этом они имеют более низкий срок действия. Сказывается химический состав воды, из-за которого на металлическом ТЭНе образовывается накипь и ржавчина.
Более популярны так называемые сухие нагреватели. Они расположены в защитном кожухе, который предохраняет их от непосредственного контакта с водой. У них более долгий срок действия, в отличие от мокрых моделей, но при этом несколько увеличено время нагрева. Водонагреватель с сухим тэном стоит немного дороже, нежели с мокрым, но зато, если купить такое устройство, Вы сможете сэкономить на ремонте детали.
Также сейчас в продаже есть модели с классическим трубчатым нагревателем и стеаритовым. Их отличие заключается в конструктивном исполнении. Трубчатые ТЭНы ранее применялись практически во всех водонагревателях: Electrolux Centurio, Электролюкс, Гарантерм, Поларис и многих других. Они представляют собой трубку с Г-образными креплением. Для нагрева используется специальная металлическая спираль. Она помещена в медную или нержавеющую защитную оболочку. Чтобы защитить элемент от сгорания и короткого замыкания, в трубке расположен еще один нагревательный элемент. Он выполнен из диэлектрического материала, который препятствует образованию замыканий и повышает теплопроводность элемента.
Фото — трубчатый ТЭН
Часто вместо второй трубки применяется наполнение корпуса изнутри оксидом магния или кварцем. Для дополнительной защиты контактов используется нержавейка или керамика, которыми покрываются контактные стержни. Наиболее часто это используется для проточного водонагревателя, где ТЭН подвержен постоянному воздействию воды. Благодаря тому, что нагревательный элемент имеет огромное сопротивление, большая часть (практически 90 %) электрической энергии преобразовывается в тепловую. Полученное тепло передается на оболочку ТЭНа накопительного или проточного электроводонагревателя, что способствует повышению температуры воды.
Электротэн стеатитового типа (Wester WHE, Оазис) имеет немного другую конструкцию. Он представлен в открытом виде, где важную роль играют стеатитовые проволоки, это идеальный вариант для дачного водоснабжения. Они расположены вдоль керамического цилиндра. Этот цилиндр покрыт вертикальными впадинами, в которые и намотана проволока. Она имеет очень высокие показатели прочности, но из-за большой опасности в использовании, её применяют только в нагревателях с терморегулятором. Нагрев проволоки может доходить до 800 градусов при минимальном показателе кВт. Нужно отметить, что такой керамический нагреватель может обогревать площадь воды неравномерно, что позволяет использовать электрический элемент для обеспечения нагрева воды в несимметричном баке.
Фото — стеатитовый ТЭН
При этом стеатитовый ТЭН для электрического водонагревателя должен быть защищен от воздействия жиров и прочих агрессивных веществ, т. к. его очень сложно почистить.
Видео инструкция: как почистить ТЭН
Ремонт и замена
Со временем любые электрические устройства необходимо чинить или чистить для обеспечения их эффективной работы. Если водонагреватель перестал работать на полную мощность или вообще не греет воду – скорее всего, пришло время почистить, а лучше, поменять ТЭН.
Инструкция с фото, как самостоятельно снять и почистить ТЭН для водонагревателя Ariston Ti Shape (Аристон), Atlantic Round, Termex RZB и RZL (Термекс), Gorenje, Polaris и других:
Фото — снятие крышки
Фото — нагреватель с накипью
Чтобы проверить правильность установки ТЭН для электрического наливного водонагревателя, нужно просто включить воду. Если Вы подсоединили устройство неправильно, то бак начнет протекать. Наиболее простая замена ТЭНов, марка которых Nibe-Biawar Classic Spiro, Etalon (Эталон), Elenberg, Aristone Sht Shuttle(Шатл), Platinum.
Фото — схема проводов
Продажа ТЭН водонагревателя осуществляется в специальных фирменных магазинах (здесь будет высокая цена), также их можно купить в интернете или на обычных рынках. Строго следите за тем, чтобы модель нагревательного элемента, его тип и параметры совпадали с водонагревателем из той же серии. Цена Эван (Эвбо-1) 90 В:
Трубчатые электронагреватели: выбор, особенность, подключение
Любое электрическое нагревательное устройство сопротивления представляет собой элемент высокой мощности, с дополнительными приложениями в виде электрических изоляторов, оболочки защищающей от различных повреждений, крепления, устройства для подводки тока.
ТЭНы на сегодня являются самыми применяемыми и качественно выполняющими работу по дополнительному нагреву на оборудовании устройствами, где необходимо произвести низко- или среднетемпературный нагрев. Их конструкция позволяет в полной мере защитить внутренности прибора от негативного влияния окружающей среды.
Устройство трубчатых электронагревателей
Обычно трубчатые ТЭНы по нагреву состоят из корпуса в виде металлической трубки толщиной до 1,2 миллиметров, минимальная плотность оболочки – 0,8 миллиметра. Внутри трубки находится проволока, имеющая высокое удельное электросопротивление намотанная на сердечник по спиральному типу. Концы проволоки присоединены к контактному стержню, наружные выводы которого нужны для питания электричеством из сети. Оболочка может быть выполненной из углеродистой или нержавеющей стали. Углеродистая сталь используется для нагревателей, температура поверхности которых во время эксплуатации не должна превышать 450 о С. Нержавеющую сталь вносят в состав ТЭНов, которые должны будут функционировать в агрессивных средах и при более высоких температурных требованиях.
Детали, входящие в состав герметического трубчатого нагревателя:
Проволока из нихрома (нихромовая спираль);
Оболочка в виде трубки;
Периклаз или другое вещество выполняющее функцию наполнителя;
Шпилька для выводов;
Гайка для крепления;
Наполнитель изолирует спираль от оболочки нагревательного устройства. Также в свою очередь наполнитель обладает характеристиками высокой электрической изоляции и отлично проводит тепловую энергию. После того как трубка полностью наполнена веществом в виде периклаза или его аналогом нагреватель опрессовывают. Под воздействием высочайшего давления наполнительное вещество становится полностью монолитным и фиксирует спираль по всей осевой доле трубки нагревателя. После опрессовки трубчатому нагревателю придают нужную форму. Контакты с помощью изоляторов отделяют от оболочки ТЭНа, а торцы с помощью кремнийорганического лака герметизируют.
Преимущества и минусы ТЭНов
Трубчатые нагревательные элементы являются универсальными, надежными и безопасными в обслуживании устройствами. Данный тип нагревательных приборов отлично подходит для теплового воздействия на жидкую и даже газообразную среду. Их можно использовать в самых неблагоприятных условиях, где другие электроприборы монтировать опасно. Трубчатые нагреватели не выходят из строя при постоянных вибрациях и возможных ударах, и очень важно, что они не взрывоопасны. Температура ТЭНов во время непосредственной работы может доходить до 800 о С. Такие особенности дают возможность применять ТЭНы не только в кондуктивном или конвекционном нагреве, но и как излучатели в приборах ИК нагрева. Благодаря тому, что спираль находится в полной герметизации, сроки эксплуатации ТЭНов достигают десяти тысяч часов.
Трубчатые нагреватели могут иметь самую разную конструкцию, поэтому их, возможно, устанавливать в различные установки с самым разным значением. Кроме стандартных ТЭНов популярностью и немалым спросом пользуются патронные и плоские трубчатые нагреватели.
Как правильно выбрать ТЭН
По разным показателям параметров есть большой выбор ТЭНов. Производят трубчатые нагреватели с мощностью от 15 Ватт и до 15 кВатт в единице с развернутой длиной 250 до 6300 миллиметров, наружный диаметр может быть 7-19 миллиметров, а номинальное напряжение 12-380 в одном либо трехэлементном выполнении.
Выбирая ТЭН важно учитывать: предназначение нагревателя, его показатели мощности, питающее напряжение, условия использования (среда или объект нагрева, характер нагрева, условия теплового обмена, требуемую температуру).
Удельная нагрузка нагревательного элемента зависит от условий, в которых функционирует устройство, материала трубчатой оболочки и состава наполнителя.
Недостатком трубчатых электроприборов, главным образом, является то, что при перегорании спирали их невозможно отремонтировать. Также устройства, выполненные из дорогих материалов, автоматически поднимаются в цене.
Эксплуатация ТЭНов
Основными факторами, влияющими на выход из строя трубчатого нагревателя, является нарушение герметичности внешней части выводов и перепады напряжения (возможен разрыв нагревательного элемента из-за перегорания). Конечно же, механические повреждения оболочки тоже негативно сказываются на работе нагревателя. Все эти проблемы можно исключить, если соблюдать правила эксплуатации ТЭНов не производя чрезмерных усилий на контактные стержни во время подключения проводов к нагревателю и не допускать образования толстого слоя накипи.
Надежный и длительный срок службы трубчатого нагревателя можно обеспечить, если соблюдать следующие рекомендации:
Подключая провода к нагревателю, не прикладывайте к гайкам контактных стержней излишние усилия, чтобы не нарушить герметичность выводных концов.
Необходимо исключить работу мокрых ТЭНов если в емкости отсутствует вода.
Необходимо производить очистку накипи с поверхности нагревателя хотя бы один раз в три месяца, не допускайте отложений толщиной более 2 мм.
Данная информация является ознакомительной и направлена на то, чтобы помочь пользователю выбрать ТЭН нужных параметров и производить правильный уход за устройством по нагреву во время эксплуатации.