ТЭН: преимущества, недостатки, правила выбора

Трубчатый электронагреватель (ТЭН) — или сукультен, электронагревательный прибор в виде металлической трубки, заполненной теплопроводящим электрическим изолятором. Точно по центру изолятора проходит токопроводящая нить (обычно нихромовая или фехралевая) определённого сопротивления для передачи необходимой удельной мощности на поверхность ТЭН.

Принцип работы

В трубчатых электронагревателях происходит преобразование электроэнергии в тепловую. При этом рабочая среда нагревается конвекцией, излучением или за счет теплопроводности. Простота конструкции и надежность делает возможным использование устройства в бытовых приборах для нагрева различных рабочих сред. Его уникальность заключается в возможности использования при непосредственном контакте с нагреваемой средой в условиях атмосферного и повышенного давления. Трубчатые электронагреватели обладают устойчивостью к ударам и вибрациям.

Как правильно выбрать ТЭН для бойлера

Если вдруг у вас сломался бойлер, то чаще всего как раз причина в неисправности в ТЭНе. Но это не повод искать и покупать дорогой новый водонагреватель. Для этого стоит найти подходящий трубчатый электронагреватель. Искать его нужно там, где продают запчасти. Если вы ищите качество, надежность и долговечность запчастей, то тогда стоит посетить специализированные сайты, на которых можно найти не только подходящий ТЭН, но и приобрести разные детали для холодильника, пылесоса, плит для кухни. Качество, большой ассортимент и низкие цены порадуют каждого.

При выборе ТЭНа обратите внимание, на цель его использования. Трубчатый электронагреватель может использоваться для воздуха и многого другого. Вам нужно искать непосредственно для воды. Очень важно учитывать и необходимую для вас мощность нагрева.

Виды устройств

По структуре различаются ТЭНы:

  • гладкие, с ровной поверхностью трубчатого элемента, применяются для котлов отопления;
  • оребренные, крепятся к трубке прижимными гайками и шайбами, а ребра изготовляются из металлической ленты и имеют перпендикулярные к оси стержня насечки, сам ТЭН выполнен из конструкционной стали или нержавейки, служит для нагрева воздуха и газа, часто используются в конвекторах и тепловых завесах.

По количеству подсоединений:

  • Одноконцевые, у которых водные контакты располагаются с одной стороны, отдаленно их форма и структура напоминает кипятильник. Чаще используется как детали для электрических котлов, всегда нагреваются с одинаковой мощностью, их производством занимаются фирмы Zota, Эван, SINI и пр.;
  • двухконцевые ТЭНы, где водные контакты вмонтированы с двух концов трубки.
Виды устройств

В котле отопления устанавливают один, два, три и более ТЭНов (ступеней, блоков), что влияет на мощность устройства. Минимальная мощность одного ТЭНа составляет 1 кВт, максимальная зависит от заказчика и типа помещения, для которого устройство предназначено. Длина изделия варьируется в пределах 20-600 см, диаметр трубки составляет 6-18,5 мм. Подсоединяются к котлам отопления трубчатые элементы посредством резьбы, стационарных или разборных фланцев.

Отдельным типом считаются ТЭНы-блоки, которым соответствует маркировка ТЭНБ. Их производством занимается исключительно компания Zota, получившая патент и эксклюзивные права на массовую продажу.

Читайте также:  Вреден ли кварцевый обогреватель для здоровья человека?

Оребренный ТЭН с двумя концами

Внутреннее устройство электронагревателей

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 ТЭНов используются аналогичные комплектующие, однако их долговечность может отличаться в зависимости от качества сборки

Внутреннее устройство электронагревателей

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.

Отопительные котлы на базе ТЭНа

Конструкция электрического котла с ТЭНом.

Крайне редко встречаются котлы, рассчитанные исключительно на твердое топливо. Зато комбинированные модели предложены в широком ассортименте ( статью “Твердотопливные котлы Bosch и их особенности”).

Отопительные котлы на базе ТЭНа

Среди них – твердотопливный котел с ТЭНом, предназначенный для обогрева как бытовых, так и промышленных помещений. Причем, отечественный продукт сегодня ничуть не уступает зарубежным. Тем более что он рассчитан на наши суровые зимы.

Положительные качества нагревательных элементов

  1. Предельная простота монтажа. Любой хозяин сможет установить прибор своими руками, руководствуясь приложенной инструкцией.
  2. Согласовывать установку и эксплуатацию с различными инстанциями не придется. Разрешение на применение сертифицированного устройства не нужно.
  3. Современные изделия предельно экономичны. Вся потребляемая энергия пойдет в дело.
  4. Компактные размеры элемента добавляют удобств.
  5. Метод двойной защиты (никелирование и хромирование) намного продлевает срок службы вашего приобретения.
  6. Капиллярный термостат позволяет регулировать температуру с высокой степенью точности.
  7. Импульсный принцип работы нагревателя сэкономит немало электроэнергии.
  8. Продуманный дизайн и полная безопасность при работе.
  9. Приложенные дополнительные функции улучшают качество работы.
  10. Доступная цена и большой выбор моделей.

Как выбрать тэн для системы отопления

Очень важно при выборе, чтобы прибор соответствовал всем существующим нормам безопасности и техническим требованиям. Обращайте внимание на такие параметры:

  • мощность конструкции;
  • тип электросети;
  • наличие термостата. Если отопление радиаторное, то это является ключевым фактором, поскольку изделие без регулировки мощности будет всегда работать по максимуму, а это значительно увеличит ваши расходы на электричество;
  • цену. Качественный прибор мощностью 2 кВт должен стоить, начиная от 900 рублей и выше.

Помимо этого, в отдельных случаях на работоспособность агрегата может влиять и его внешний вид. Например, для котла отопления лучше приобретать оребренный тэн, поскольку защитная оболочка такой модели оснащена дополнительными теплообменными пластинами, которые увеличивают площадь нагрева.

Техническое описание ТЭН

Эта статья предназначена для тех, кто еще не знаком с методикой обозначения ТЭНов, начинается с основных определений и заканчивается примером обозначения ТЭНа. Если Вы знакомы с теорией, переходите сразу к выбору типоразмера, открыв, например, закладку ТЭНЫ ДЛЯ ВОДЫ. В случае затруднения сотрудники компании помогут с выбором необходимой Вам продукции.

Электронагреватели трубчатые

1.1. Трубчатый электронагреватель ТЭН (рис.1) – электрический нагреватель сопротивления, состоящий из нагревательного элемента, имеющего на концах контактные стержни, запрессованного вместе с наполнителем в металлическую оболочку в соответствии с чертежом.

1.2. Нагревательный элемент – металлический проводник, выполненный из сплава с высоким удельным сопротивлением (элемент 5 рис.1).

1.3. Наполнитель – уплотненный изолирующий материал, окружающий электронагревательный элемент (элемент 6).

1.4. Герметизация торцов – заполнение торцов ТЭН материалом, обеспечивающим защиту наполнителя от влияния на него влаги (элемент 7).

Читайте также:  Калькулятор газобетонных блоков (газобетона)

1.5. Контактный стержень – токоведущая металлическая деталь, служащая для подключения ТЭН к сети питания (элемент 1).

1.6. Активная длина – часть ТЭН, в которой размещается нагревательный элемент (La).

1.7. Активная поверхность – поверхность ТЭН на его активной длине.

1.8. Развернутая длина – сумма длин прямолинейных и изогнутых участков ТЭН(L).

1.9. Удельная поверхностная мощность ТЭН – мощность, приходящаяся на 1 см² активной поверхности.

Техническое описание ТЭН

Сопротивление изоляции ТЭН – электрическое сопротивление изоляционного материала, измеренное между токоведущими частями и металлической оболочкой.

Номинальная потребляемая мощность ТЭН – мощность, потребляемая ТЭН в условиях нормальной теплоотдачи при рабочей температуре, указанная изготовителем на изделии.

2. Конструкция ТЭН (рис.1)

1– контактный стержень, 2– контактные гайки и шайбы, 3– изолятор, 4– трубчатая оболочка, 5– нагревательная спираль, 6– наполнитель, 7– герметик, D– диаметр оболочки, L– развернутая длина оболочки, Lk– заделка контактного стержня, La– активная длина ТЭН.

4. Условное обозначение нагреваемой среды, максимальная ваттная нагрузка и материал оболочки для трубчатых электронагревателей (ТЭНов) (таб1)

Условное обозначение Нагреваемая среда Характер нагрева Максимальная ваттная нагрузка, Вт/см2 Материал оболочки
J Вода, слабый раствор кислот (pH от 5 до 7) Нагревание, кипячение с максимальной температурой на оболочке 100°С 15 Нержавеющая сталь
P Вода, слабый раствор щелочей (pH от 7 до 9) Нагревание, кипячение с максимальной температурой на оболочке 100°С 15 Углеродистая сталь
S Воздух, газы и смеси газов Нагрев в спокойной газовой среде до температуры на оболочке ТЭН 450°С 2,2 Углеродистая сталь
T Воздух, газы и смеси газов Нагрев в спокойной газовой среде с температурой на оболочке ТЭН свыше 450°С 5,0 Нержавеющая сталь
O Воздух, газы и смеси газов Нагрев в движущейся со скоростью 6м/с воздушной среде до температуры на оболочке ТЭН 450°С 5,5 Углеродистая сталь
K Воздух, газы и смеси газов Нагрев в движущейся со скоростью не менее 6м/с воздушной среде с температурой на оболочке ТЭН св. 450°С 6,5 Нержавеющая сталь
L Литейные формы, пресс-формы ТЭН вставлен в паз, имеется гарантированный контакт с нагреваемым металлом, температура на оболочке ТЭН до 450 °С 5,0 Углеродистая сталь
Z Жиры, масла Нагрев в ваннах и др. емкостях, температура до 250 °С 3,0 Углеродистая сталь
W Легкоплавкие металлы и сплавы Нагрев и плавление в ваннах и др. емкостях с температурой на оболочке ТЭН до 450°С 3,5 Углеродистая сталь
D Селитра (двойная оболочка) Нагрев до температуры 600°С 3,5 Нержавеющая/черная сталь
Н Селитра Нагрев до температуры 600°С 3,5 Нержавеющая сталь 

5. Стандартная заделка Lk (рис. 1) контактного стержня ТЭН

Обозначение длины А В С D E F G H
Длина в мм 40 65 100 125 160 250 400 630

6. Условное обозначения ТЭН

Пример: TЭН-100A13/4,0 J 220 Ф2 R30 штц.

  • 100 – развернутая длина ТЭН (L) по оболочке, см;
  • А – обозначение глубины заделки контактного стержня (Lk);
  • 13 – диаметр оболочки ТЭН, мм;
  • 4,0 – номинальная мощность, кВт;
  • J – нагреваемая среда (вода, материал оболочки — нержавеющая сталь (таб. 1);
  • 220 – номинальное напряжение, В;
  • Ф2 – типовая форма ТЭН (рис.2);
  • R30 – радиус гиба тэн 30 мм;
  • штц. 1/2″ – крепежная арматура тэн.

Трубчатые нагреватели для отапливания: виды, рабочий принцип, правила выбора оборудования

Электрические Трубчатые нагреватели десятками лет не меняют собственную конструкцию и остаются популярными в отопительном оборудовании. Меняется форма данных приборов, конструктивные материалы, но не меняется рабочий принцип и результативность. Для квалифицированного выбора пригодятся сведения об отличиях и характеристиках.

Читайте также:  Горелка на отработанном масле своими руками

Согласны? Вы узнаете, что собой представляют и как работают Трубчатые нагреватели для отапливания. Мы подробно описали разновидности ТЕНОВ, привели неоспоримые доводы для обоснованного выбора благоприятного типа.

С учетом наших советов вы без ошибки приобретете требующийся прибор.

Расчет расхода отдельных видов топлива

Рассчитаем требуемое количество топлива для здания площадью 250 м2, с высотой потолков 3 м, то есть V=750 м3.

Для России отопительный сезон реально длится не менее 250 дней. За это время газовые котлы и котлы на жидком топливе работают примерно 6 часов в сутки, то есть всего 250×6=1500 ч.

Для этих котлов воспользуемся формулой (1), считаем, что γ=0,02 кВт·ч/м3.

Принцип работы пиролизного котла.

газовый котел обычный;

Часовой расход равен:

Расчет расхода отдельных видов топлива

Sг=(750·0,02/(9,45×0,9)=1,764 м3, что за 1500 часов работы составит 2645 м3.

Для газового конденсационного котла объем потребленного газа составит 2480 м3.

котел на дизельном топливе;

Часовой расход равен:

Sдт кг=(750·0,02/(11,7×0,85)=1,51 кг, что за 1500 часов работы составит 2262 кг.

Расход дизельного топлива в литрах будет равен:

Sдт л=(750·0,02/(9,33×0,85)=1,89 л, что за 1500 часов работы составит 2837 л.

Для котлов на твердом топливе такой режим работы не подходит. Эти котлы работают непрерывно, только для пиролизных котлов необходимо учитывать перерывы на закладку новой порции дров.

обычный котел на дровах;

Работая непрерывно в течение всего отопительного сезона, то есть время работы (в часах) за отопительный сезон составит 250×24=6000 ч. По формуле (1) имеем:

Sдр=(750·0,02/(2,78×0,7)=7,7 кг, что за 6000 ч работы составит 46.2 т.

Рисунок 1. Процесс горения в обычном и конденсационном котле.

Расчет расхода отдельных видов топлива

пиролизный котел на дровах.

Обычный пиролизный котел имеет камеру сгорания, объем которой равен 0,1 м3. Требуемый часовой расход дров составит:

Sдр пир=(750·0,02/(4×0,9)=4,17 кг.

Чтобы определить расход за отопительный сезон, необходимо рассчитать время работы котла на одной закладке дров. В камеру объемом в 0,1 м3 войдет примерно 20 кг дров. То есть одной загрузки достаточно на 5 ч работы. Если время на загрузку равно 30 мин, то в течение суток необходимо выполнить 4 загрузки по 20 кг каждая, всего 80 кг в сутки. За отопительный сезон это составит 20 т. То есть пиролизный котел более чем в два раза эффективнее обычного.

Теперь, зная стоимость каждого вида топлива, легко сориентироваться, каким топливом выгодно пользоваться в районе проживания.

Плюсы электрического обогрева

Отопительное оборудование с терморегулятором, которое функционирует от электросети, является хорошим выбором для обогрева загородного жилья. В сравнении с централизованным газовым и твердотопливным отоплением электрическое имеет массу очевидных преимуществ:

  1. Цены на электричество растут не настолько стремительно, как на другие источники энергии, что способствует некоторой экономии.
  2. Нагревательные тэны могут применяться не только в чугунных батареях, но также использоваться в алюминиевых радиаторах.
  3. Электрическое отопление без проблем обеспечивает комфортный уровень температуры в загородном доме практически любой площади.
  4. Отопление может оборудоваться дополнительной автоматикой.
  5. Батареи со встроенными тэнами можно использовать не только как основной, но и дополнительный источник тепла.
  6. Для установки тэна не требуется оформление разрешительной документации.
  7. Применение современных алюминиевых элементов обогрева в электрических системах отопления позволяет сохранить эстетическую привлекательность интерьеров.