Установка тэна в систему отопления
Teplotehnika33.ru

Отопление и водоснабжение

Установка тэна в систему отопления

Отопление ТЭНами, как сделать, стоит ли использовать

ТЭН — электронагреватель жидкости в виде металлической трубки, внутри которой находится спираль. Конструкций, разновидностей множество. Нагреватели изготовляют и на крупный и на малых производствах.

Эти нагреватели массово устанавливаются, например, в электрических бойлерах и электрокотлах, поэтому производятся также известными производителями.

Но на любом рынке можно встретить ТЭНы предназначаются для установки в радиаторы отопления. Эти устройства изготовлены чаще в Польше, Украине, Китае. Они могут снабжаться встроенными термодатчиками, т.е. работать в полуавтоматическом режиме, отслеживая степень нагрева.

На основе таких электрических нагревателей, можно легко создать отопительный прибор своими руками. Чем и пользуются домашние мастера, конструируя простейший обогрев и «экономя» при этом, как они, думают, изрядные суммы денег.

Но так ли выгодно использовать ТЭНы?
Где обычно, в каких ситуациях, применяют эти электронагреватели воды? Как нужно устанавливать и применять ТЭНы…

Насколько большая выгода от ТЭНов

Если имеется старая батарея, то почему бы ее не превратить с помощью ТЭНа в систему отопления для небольшого подсобного помещения, — курятника, мастерской, гаража…

Существуют даже мифы, что тенами отапливать выгодно. Но «мечты разбиваются о суровую реальность», — электричеством отапливать дороже всего. Так как используется самый дорогой энергоноситель.

Неважно, имеется ли фирменный программируемый электрокотел, или установлена бочка с опущенным в нее на проволоке ТЭНом, — КПД подобных электронагревателей около 97%. А дальше платим по счетчику…

Обогреваться ночью

Но есть лазейка, — ночной дешевый тариф на электроэнергию. Узнать точно, о действующих тарифах и возможности подключения ночного, можно в местной электросети.

Правда и ночное электричество нельзя назвать дешевым, но в совокупности с показателем «Комфортность», ночное отопления становится весьма привлекательным для пользователя.
Какой вид топлива больше всего подходит для дома

Но цена на саму систему отопления с электрическим нагревом может значительно варьироваться.

Нагреватели в батареях

Когда в квартирах с центральным отоплением холодно, то отапливают дополнительно электричеством, а также газовой кухонной плитой или колонкой.

Вот тут и применяется парочка тяжелых чугунных батарей с ТЭНами. По сравнению с фирменными электроконвекторами они обладают гораздо большей теплоемкостью, поэтому их можно отключать на дольше и не следить за их работой. Но и нагрев соответственно продолжительнее.

Такие радиаторы умельцы устанавливают в основном в гаражах, где любят проводить время. Или, например, для обогрева животных в морозы на небольших фермах.

Оборудование систем отопления

Бывает, что на дачке, в гараже и т.п. имеются остатки былой системы отопления, например, пару батарей со стальными трубами. Вернуть систему к жизни проще всего, вставив в нее электрические нагреватели….

Но ТЭНы могут создавать и вспомогательный подогрев в домашней системе отопления. Электрический обогрев отлично дополняет твердотопливный котел. Особенно ночью, с дешевым тарифом. И здесь «самодельное производство» также востребовано.

Если в достаточно большой металлической трубе закрепить пару тенов по 2 кВт, то получится 4-киловаттный электрокотел. Нюанс в том, что ночью его можно включать в маломощную сеть 220 В, так как другие потребители «спят», кроме холодильника, например.

Такое «творение», на практике, может стать основным отоплением в течении сезона в утепленном доме, если, конечно, применяется буферная емкость — теплоаккумулятор.
Как подключить теплоаккумулятор в систему

Какая мощность понадобится

В системе отопления целого дома лучше использовать 2-киловатные образцы электронагревателей.

Но в отдельных радиаторах самодельных регистрах, обрезках отопления в гаражах… применять слишком мощные ТЭНы нельзя.

Дело в том, что тепловое реле не может считаться надежной защитой. А доводить жидкость до температуры кипения, перегревать прибор свыше +75 градусов — опасно.

Следовательно, мощность тена не должна быть больше, чем тепловая мощность, отдаваемая прибором при +70 градусах. Это примерно 75% от паспортной мощности радиатора.

Одна секция и чугунного и алюминиевого радиаторов (500 мм между трубами) обладает мощностью теплоотдачи 170 Вт при 90 град жидкости и 20 град воздуха. При +70 град. нагрева — одна секция — 140 Вт, 7 секций — 1080 Вт, 10 секц. — 1400 Вт.
Таким образом, для радиатора из 7 секций мощность ТэНа не должна быт больше чем 1 кВт. А для радиатора из 10 секций — не больше 1,4 кВт.

Труднее обстоит дело с самодельными регистрами, — неизвестна их теплоотдача. Остается лишь начинать использовать наименее мощные нагреватели.

Какие тены для радиатора выбрать

ТЭНы для радиаторов сделаны на основе заглушки (основания) со стандартным диаметром резьбы 40 мм. Остается из радиатора выкрутить нижнюю пробку, на ее место вкрутить нагреватель.

О подборе этих нагревателей по мощности для радиаторов было сказано выше. Не стоит брать более мощный приборы, во избежание аварийных ситуаций. Не нужно перегревать радиатор, добиваясь большей теплоотдачи.

Но эти нагреватели различаются и по длине. Для отдельно стоящего радиатора, без движения жидкости, предпочтительней тены подлиннее. Тогда и прогрев будет более равномерным.

В проточном электрокотле другой приоритет подбора — меньшее гидравлическое сопротивление. Минимизировать влияние нагревателей путем удачного подвода трубок и конфигурации их расположения для домашнего умельца не проблема.

Производитель, — «китайцев», по прежнему, ругают больше всего, лучшими ТЭНами считаются местного разлива — российско-украинские.

Как применяются

ТЭНы могут включаться комнатным термостатом. Тогда они управляются по заданной температуре воздуха.

Но в большинстве случаев используют нагреватели со встроенными температурным реле, — нагрев по температуре теплоносителя.

Жидкость при нагреве расширяется. Нельзя отдельные радиаторы, и другие замкнутые системы отопления, заполнять жидкостью полностью. В системах отопления для компенсации расширения используется расширительный бак.
Расширительные баки для системы отопления

В случае с отдельным радиатором достаточно оставить не менее 10% внутреннего объема не заполненным, — заливать радиатор по верхнюю пробку.

Установка ТЭНа следующая. Система сливается, выкручивается пробка радиатора, вкручивается тен. При этом обычно используется лен со смазкой в качестве уплотнителя (металл-по металлу).

Нагреватель подключается к электросети в соответствии с ПУЭ, с соответствующей изоляцией контактов.

Масло не допустимо

Можно встретить рекомендации залить радиатор маслом, — якобы получится аналог «масляного нагревателя». Прежде чем следовать подобным советам, рекомендуется изучить опыт «пиротехника», который налил масло на картон, поджег, а затем пробовал потушить.
Маслонаполненные промышленные электроагрегаты (например, высоковольтные маслянные разъединители) эксплуатируются с особыми мерами пожарной безопасности.

Если система замораживается, необходимо использовать незамерзающие жидкости, для одного радиатора можно использовать тот же автомобильный Тосол. Горючие жидкости недопустимы.

Встречаются и другие нарушения.

Конструирование своими руками — выгодно?

Самостоятельное конструирование электрообогревательных приборов не приветствуется по соображениям безопасности.

Гораздо целесообразнее приобрести готовый электрический обогреватель для помещений, например, электроконвектор, отвечающий требованиям… За его эксплуатационные качества несет ответственность производитель.

Экономическая целесообразность в ТЭНах может возникнут, как говорилось, когда в наличии имеется «заброшенная» и «бесплатная» оболочка для него.

Но вопросы безопасности, на самом деле, гораздо важнее, чем выгода, получаемая подобным образом.
Сейчас это понимают чаще, потому ТЭНами интересуются все меньше.

К тому же, средний по площади дом выгоднее отапливать электрокотлом с водяными радиаторами, чем отдельными конвекторами. Далее по теме — выгодно ли отапливать конвекторами электрическими

ТЭН для радиатора – лучшее решение организации аварийного отопления

Для создания комфортной температуры в доме зимой довольно часто используют ТЭН для радиатора. Такой электрический прибор имеет свои особенности применения. В каких случаях необходима установка ТЭНа для батареи, и как правильно подобрать устройство?

Общая характеристика и принцип работы

Радиаторный ТЭН – это приспособление, которое может использоваться как дополнительное или основное устройство для обогрева. Приспособление состоит из металлического корпуса цилиндрической формы. В середину его вмонтирована медная спираль или проволока из стали. Внутренние детали имеют изоляционное покрытие.

ТЭН, предназначенный для радиаторов, оснащен терморегулятором. Благодаря этому применять устройство можно как для нагрева, так и для регулировки температурного режима.

Принцип работы таких электроприборов достаточно простой:

  • трубчатый электронагреватель устанавливается в батарею;
  • осуществляется подключение ТЭНа к электрической сети;
  • происходит нагрев спиралей, за счет чего тепло поступает к теплоносителю.

Как выглядит ТЭН для радиатора

Установка необходимой температуры допускается при наличии в устройстве регулятора. При достижении уровня заданного режима происходит размыкание электроцепи и ТЭН выключается. Когда температура становится ниже установленной верхней границы, осуществляется автоматический нагрев. Подключить ТЭН можно практически любой батареи.

Виды ТЭНов

В продаже можно встретить различные модели трубчатых электронагревателей. Они отличаются строением корпуса и материалом изготовления. Также разделяют устройства согласно мощности и назначению:

  • от 2,5 до 4 киловатт – бытовые;
  • от 4 до 6 киловатт – промышленные.

Существуют как одинарные ТЭНы таки устройства с двумя нагревающимися спиралями. Также изготавливают такие устройства с правой или левой резьбой. Многие модели оснащены дополнительными опциями:

  1. Антизамерзание. Функция ограждает отопительную систему от возможного размораживания при низких температурных показателях. При этом осуществляется автоматическая поддержка допустимой минимальной температуры. В процессе такого рабочего режима затрачивается совершенно незначительный объем электрической энергии.
  2. Турбонагрев. Такая опция позволят максимально увеличивать температуру в помещении. Для работы турбонагрева требуется наличие терморегулятора, который дает возможность изменять режим обогрева.

ТЭНы для радиаторов выпускают различной длины и с отличительными конструктивными характеристиками.

Критерии выбора

При подборе ТЭНа для радиатора следует учитывать его технические характеристики, а также параметры батареи. Основными факторами, влияющими на выбор устройства, являются:

  1. Мощность. В помещениях с хорошими теплоизоляционными свойствами можно устанавливать нагреватели от 2 до 3 киловатт. В старых зданиях лучше всего использовать ТЭНы с более высокой мощностью.
  2. Длина электронагревательной трубки. Рекомендуется приобретать ТЭНы на десять сантиметров короче батареи. Правильный подбор длины нагревательного устройства позволяет равномерно прогреть все секции радиатора.
  3. Тип батареи. Чтобы ТЭН оптимально подходил к радиатору следует внимательно изучить его технический паспорт. В нем указывается, к каким видам батарей следует применять изделие.
  4. Автоматическое управление. Такая опция есть не у всех моделей. Для удобства использования лучше всего приобретать ТЭНы с автоматикой, которые оснащены термостатом.
Читать еще:  Почему нет циркуляции в системе отопления?

ТЭН должен быть на десять сантиметров короче радиатора

Также учитывается диаметр электронагревателя в соответствии с сечением заглушки на радиаторе. Немаловажным является правильное определения размещение резьбы.

Приобретать необходимо только качественные ТЭНы у проверенных производителей. Перед покупкой электроприбора следует проверить его целостность и исправность.

Плюсы и минусы

Трубчатые электрические нагреватели способствуют равномерному и полному прогреву отопительной системы. Установка таких приборов имеет немало достоинств:

  • безопасность применения;
  • простота монтажа;
  • экономичность использования;
  • возможность установки дополнительных опций;
  • надежность;
  • длительный эксплуатационный термин;
  • сравнительно невысокая цена на изделие.

Наравне с достоинствами ТЭНы для батарей отопления имеют свои недостатки:

  1. При подключении ТЭНА высокая скорость циркуляции жидкости в радиаторе не позволяет увеличить уровень теплоотдачи. Таким образом, работа отопительной системы препятствует равномерному прогреву устройства.
  2. При использовании ТЭНа в качестве основного обогревающего устройства значительно повышаются затраты электрической энергии.

Среди плюсов ТЭНов для радиаторов – невысокая стоимость

Стоимость самого ТЭНа невысокая, но при покупке необходимого дополнительного оборудования для автоматизации рабочего процесса расходы намного увеличиваются. Полный комплект имеет цену в несколько раз выше конвектора, функционирующего от электричества.

Как используются для радиаторов отопления

Основной функцией электронагревателей трубчатого типа для радиаторов является нагрев жидкости в автономной или централизованной системе отопления. Используется устройство как второстепенный или главный тепловой источник.

В качестве автономной системы и единственного нагревателя теплоносителя ТЭНы применяются в таких случаях:

  1. Необходимость обогрева помещений, где нет другого вида отопления. Это может быть мастерская, гараж или сельскохозяйственное сооружение. Главным условием установки радиаторного электронагревателя является небольшие размеры постройки. Эффективней при этом заполнять батареи маслом невысокого уровня вязкости, так как оно имеет достаточно низкую температуру замерзания.
  2. При условии периодического прогрева помещения. Чаще всего такими сооружениями являются дачи с отсутствием основной отопительной системы. При этом количество установленных ТЭНов их мощность должна соответствовать объему помещения.

Как дополнительное устройство основному отоплению трубчатый электрический нагреватель может устанавливаться:

  1. В многоэтажных домах. ТЭН в радиаторы монтируется в квартирах, если основное отопление не имеет особой эффективности. Устройство помогает создать и поддержать необходимый микроклимат в помещении. Но его установка требует ограничения доступа воды, которая циркулирует по отопительной системе всего дома. В таком случае применение ТЭНа совершенно не практично, так как получается двойная оплата за обогрев – за работу электронагревателя и в ЖЕК за использование теплоносителя.
  2. В частных домах. Установка ТЭНа производится, если нет возможности регулярно вносить дрова в котел на твердом топливе. В такой ситуации трубчатый нагреватель не дает полностью остыть теплоносителю и в помещении постоянно поддерживается необходимая температура.

ТЭН для радиатора устанавливается и в частных и в многоквартирных домах

Использование ТЭНа для газовых котлов не имеет смысла, так как такие агрегаты прекрасно справляются с обогревом за счет автоматизированной системы.

Установка ТЭНа

Перед монтажом устройства необходимо произвести расчеты мощности учитывая тип батареи и среднестатистические теплотехнические характеристики, которые являются нормой в данной местности.

Произведение расчетов

При определении показателя мощности можно использовать среднюю величину теплотехнических данных в РФ. Таким образом, при установке электронагревателя трубчатого типа в качестве главного отопительного устройства на 10 квадратных достаточно мощности 1 киловатт.

Номинальную мощность электрического нагревательного прибора можно рассчитать согласно формуле:

Q = 0.0011*M (T1-T2)/t

В данном случае M является массой энергоносителя, T1 – показатель температуры после нагрева, T2 – значение температуры до нагрева и t – время необходимое для максимального повышения температурного режима.

Немаловажным фактором является технические характеристики самого электронагревателя, также теплоотдача батареи. Все необходимые данные об устройстве можно прочесть в прилагаемом к нему паспорте. Теплоотдача одной секции радиатора из чугуна в среднем составляет 1.40 ватт, а алюминия – 180 ватт. Поэтому мощность ТЭНа для одного объема батарей из разных материалов будет несколько отличаться.

Установка

Монтаж трубчатого электронагревателя не составляет сложности. Для этого необходимо:

  • открутить с одной стороны заглушку на батареи;
  • установить за счет резьбового крепления и прокладки из резины ТЭН.

Процесс подключения трубчатого электрического нагревателя имеет некоторые особенности:

  1. Теплоноситель нагреваясь, способствует повышению давления в батарее. В связи с этим требуется установка расширительной емкости небольшого размера. Также можно оснастить радиатор клапаном, регулирующим в закрытой системе давление.
  2. Крепежные соединения ТЭНа достаточно хрупкие. Поэтому при установке прибора следует осуществлять аккуратно, без дополнительных усилий.

Чтобы обеспечить максимальную эффективность электронагревателя лучше всего подключать его к нижней части батареи. Это обусловлено тем, что теплоноситель, остывая, опускается, а при нагревании подымается к верху.

Техника безопасности и эксплуатационные моменты

ТЭН – это нагреватель, работающий от сети. При использовании прибора достаточно важно соблюдать некоторые правила, которые обеспечат безопасное применения и значительно продлят срок его службы:

  1. Чтобы прибор работал длительное время с полной теплоотдачей, следует раз в три месяца проводить чистку накипи, формирующейся на его поверхности. При образовании большого слоя белого налета может вывести устройство из строя. Снизить интенсивность появления накипи можно с помощью использования в качестве теплоносителя дистиллированной воды.
  2. Не допускать перегрева электронагревателя. Нельзя чтобы температура радиатора в месте, где установлен электронагреватель, доходила до семидесяти градусов выше нуля. Поэтому достаточно важно выбрать правильно мощность ТЭНа.
  3. Нагреватель можно включать только в батарее заполненной теплоносителем. Попадание воды на уже разогретый электроприбор может привести к тепловому взрыву. В итоге может быть поврежден не только радиатор, а и вся отопительная система.
  4. При возникновении на поверхности трубчатого прибора статистического электричества требуется немедленное его отключение и проверка всех соединений и самого прибора на герметичность.
  5. Мощность нагревателя не должна быть выше тепловой номинальной мощности батареи. В одной розетке допускается нагрузка не более 3,5 киловатт.

Нельзя чтобы температура ТЭНа для радиатора доходила до 70 градусов

Установка ТЭНа в батарею отопления проводится только с использованием заземления. Для исключения перепадов напряжения лучше всего электронагреватель подключать в сеть через стабилизирующий прибор.

Оценка эффективности

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

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

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

ТЭНы в системе отопления

Разные виды ТЭНов

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

Сама трубка изготавливается из стали, углеродистой или нержавеющей. После помещения внутрь и центровки спирали, трубку заполняют специальным теплоносителем – периклазом и герметизируют. Находясь под высоким давлением, периклаз фиксирует спираль по оси и после этого ТЭН изгибают и придают ему необходимую форму в зависимости от модели.

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

Устройство трубчатого электронагревателя

Разновидности ТЭНов для обогрева

Электронагреватели трубчатого типа различают по нескольким параметрам:

  • По типу рабочей среды: газовые (или воздушные) и водяные;
  • По типу нагревательной поверхности: ленточные, стержневые, оребренные, и, самые распространенные – трубчатые;
  • По способу использования: выпускают ТЭНы для котлов отопления, бойлеров, духовок, электроплит, радиаторов, стиральных машин и т.п.;
  • По мощности на единицу поверхности (номинальной и максимальной): в продаже есть модели от 15 Вт до 15 КВт на единицу;
  • По дополнительным опциям; наличие терморегуляторов и датчиков автоматического отключения в случае перегрева.

Для каждого конкретного случая можно выбрать ТЭН соответствующей мощности и модели, оптимально подходящей для условий эксплуатации.

Расчет мощности приборов

Для того чтобы не переплачивать за электроэнергию и предотвратить аварийные ситуации необходимо перед установкой ТЭНов в систему отопления рассчитать необходимую мощность. И сделать это «на глазок» не получится. Расчеты производят исходя из того, что для обогрева 10 кв.м. помещения требуется 1 КВт тепловой энергии. Формула расчета мощности нагревательного прибора следующая:

Читать еще:  Монтаж однотрубной системы отопления полипропиленовыми трубами

где Pм – расчетная мощность, м- масса теплоносителя, Т1-начальная температура теплоносителя до нагрева, Т2- температура теплоносителя после нагрева и t-время, необходимое для нагрева системы до оптимальной температуры Т2.

Рассмотрим расчет мощности на примере алюминиевого радиатора в 6 секций. Объем теплоносителя такого радиатора около 3 литров (точно указано в паспорте модели). Допустим нам нужно нагреть радиатор, подсоединив тэн в батарею отопления, за 10 минут с 20 градусов до 80. Подставляем значения в формулу:

Рм=0.0066*3(80-20)/10 = 1,118 , то есть мощность ТЭНа должна быть около 1-1,2 КВт.

Установка ТЭНа производится в нижнюю секцию батарей отопления

Однако это действительно лишь в том случае, если в качестве теплоносителя используется вода. Если же необходимо произвести расчеты для масла или антифриза, то применяют поправочный коэффициент, который составляет около 1,5. Проще говоря, мощность ТЭНов для нагрева масляных обогревателей должна быть увеличена примерно в полтора раза. В противном случае увеличится расчетное время достижения оптимальной температуры.

Плюсы и минусы использования ТЭНов для отопления дома

Основной минус такого способа обогрева, как и в случае с прочими электроприборами, это стоимость эксплуатационных расходов. Электроэнергия по-прежнему самый дорогой источник тепла (если, конечно, у вас нет возможности использовать бесплатную энергию солнца или ветра, и вы подключены к магистральной электросети). Еще один минус – невозможность ремонта в случае выхода из строя спирали. Однако есть и некоторые положительные моменты, которые в некоторых случаях могут стать приоритетными.

  • Экологичность отопительной системы. При использовании электронагревательных приборов нет нужды запасать и хранить какое-бы то ни было топливо, и нет вредных продуктов горения, которые попадают в окружающую среду;
  • Возможность автономной установки отопительной системы при отсутствии доступа к другим тепловым ресурсам (например, газу);
  • Малые габариты и большой выбор моделей по мощности и функционалу;
  • Возможность автоматизации процесса отопления: установка ТЭНов с терморегулятором;
  • Невысокие расходы на покупку и установку. Есть модели, стоимость на которые не превышает 1000 руб. А установку ТЭНов в радиаторы отопления можно произвести самостоятельно.

И напоследок несколько советов по самостоятельной установке трубчатых электронагревателей. Как же правильно врезать тэн в систему отопления? Прежде всего, нужно правильно выбрать модель, измерив диаметры радиаторов, куда предполагается устанавливать ТЭН и произведя расчеты мощности. Затем внимательно прочитать инструкцию к прибору, где должно быть указано требуется ли дополнительная герметизация или нет. Это один из важнейших моментов, поскольку контакт проводника с теплопроводящей жидкостью приведет к тому, что ваши радиаторы окажутся под напряжением, а это опасно для жильцов. Если производитель указывает на необходимость дополнительной герметизации, то ее обязательно нужно сделать. Кроме того, недопустимо использование приборов электрообогрева без заземления.

Расположение ТЭНов в чугунной батарее отопления

Установка ТЭНов в чугунные батареи отопления имеет ряд особенностей. Связаны они с диаметром патрубка и направлением резьбы. В целом порядок установки отопление ТЭНами в существующую систему таков: отключить систему отопления от источника тепла, слить воду, установить ТЭН, залить теплоноситель, проверить работоспособность системы. При использовании в системе радиаторов отопления ТЭНов с терморегуляторами необходимо также проверить их работоспособность после монтажа. Желательно также установить датчики воды и проверить углы наклона радиаторов. Поскольку воздушные пробки могут существенно повлиять на работу всей системы и вывести из строя ТЭН.

Твердотопливный котел с термоэлектрическим нагревателем ТЭН: устройство и принцип работы

Основным недостатком твердотопливных котлов является необходимость регулярной растопки. В условиях низких температур даже незначительное промедление может стать причиной размораживания отопительной системы. Для предотвращения образования льда в контур добавляется антифриз, однако не всегда это возможно. Альтернативным вариантом является покупка твердотопливного котла с термоэлектрическим нагревателем (ТЭНом).

ТЭН — надежная страховка от размораживания системы. С гибридным котлом можно зимой смело оставлять дом с водяным отоплением на несколько дней без присмотра.

Твердотопливный котел с ТЭНами: аргументы «за» и «против»

Как и любое отопительное оборудование, котлы с термоэлектрическим нагревателем имеют и достоинства, и недостатки.

Аргументы «ЗА»:

Какие могут возникнуть сложности?

Главная проблема, связанная с эксплуатацией оборудования с ТЭНами — образование и отложение накипи. Рыхлый слой солей кальция и магния, покрывающий поверхность нагревательного элемента, значительно снижает коэффициент теплопередачи, что уменьшает эффективность нагрева.

По этой причине процесс технического обслуживания становится сложнее и расширяется перечень профилактических работ. Помимо очистки котла от сажи и проверки состояния дымохода необходимо осматривать нагревательные элементы и очищать их от накипи. Кроме того, ТЭНы нередко выходят из строя, что влечет необходимость их замены.

Принцип работы твердотопливных котлов комбинированных с ТЭНом

Принципы работы отопительной водяной системы с котлом на твердом топливе и с комбинированным котлом идентичны. Основная отличительная особенность гибридного котла твердое топливо/электричество заключается в наличии резервного источника тепла.

При горении дров выделяется тепловая энергия, за счет которой вода (или иной теплоноситель) нагревается до 60-90 °С. По окончании процесса горения температура воды в контуре постепенно снижается. Датчик, установленный в комбинированном котле, дает сигнал на контроллер при падении температуры ниже заданного значения. Одновременно с этим автоматически включается ТЭН и поддерживает температуру в установленном диапазоне. При растопке котла температура поднимается выше заданных значений и термонагревательный элемент автоматически отключается.

По описанному выше принципу работают практически все модели гибридных котлов. Конструктивные особенности могут повлечь некоторые незначительные изменения в процессе эксплуатации.

ТЭН включается автоматически и поддерживает температуру в установленном диапазоне.

Особенности подключения

Монтаж комбинированных водонагревательных котлов, работающих на твердом топливе и на электричестве, производится в строгом соответствии с положениями СНиП и ППБ. В качестве основных моментов, заслуживающих внимания, стоит выделить следующие:

  1. Если мощность электронагревательных элементов не превышает 3 кВт, подключение производится к действующей сети. Потребляемая мощность 6-9 кВт создает существенную дополнительную нагрузку на проводку, поэтому для мощных нагревателей должна быть выделена отдельная линия.
  2. Для котлов производительностью до 40 кВт место установки не регламентируется. Более мощные котлы должны размещаться в отдельном помещении (котельной), изолированном от жилой зоны.
  3. Подключение гибридного котла «твердое топливо/электричество» производится через отдельные автоматы на распределительном щите. Для термоэлектрического нагревателя перепады напряжения не критичны, но при использовании удаленного контроллера необходима установка стабилизатора напряжения.
  4. Помещение котельной должно иметь отапливаемым, иметь естественное освещение, приточно-вытяжную вентиляцию. Его площадь должна быть не менее 8 м2.
  5. Согласно нормам противопожарной безопасности, твердотопливные котлы длительного горения с тэном устанавливаются на расстоянии от стен не менее 50 см. Монтаж производится на основание, выполненное из огнестойких материалов. В отверстия в плитах перекрытия, предназначенные для дымохода, устанавливается защитный короб, а пространство между дымоходом и внутренними стенками короба заполняется термоизоляционными негорючими материалами.

Выбор котла с ТЭНом

Определяющим параметром для выбора котла является мощность: при недостаточном значении этого параметра о комфортной температуре в доме можно забыть. Оптимальной считается мощность, которая полностью компенсирует тепловые потери при среднестатистической температуре в отопительный период. Для этого не обязательно делать инженерный теплотехнический расчет: достаточно воспользоваться примерными значениями: в доме с качественным утеплением тепловые потери составляют 1 кВт на 10 м2. Если качество утепления наружных стен оставляет желать лучшего, этой мощности может оказаться недостаточно. Расчет производится с учетом материала и толщины стен, наличия теплоизолирующего слоя, количества окон. Во избежание ошибок расчет лучше доверить специалисту.

Необходимо принять во внимание и теплозащищенность здания. Если дом построен на открытой местности, продуваемой ветрами, расчетная мощность котла должна быть увеличена в соответствии с поправочным коэффициентом.

Важнейшим фактором является доступность твердого топлива. В районах с большим количеством лесов предпочтительны дрова, в степных — уголь.

Модели твердотопливных котлов с ТЭНом могут иметь разный набор опций, что значительно отражается на цене. Перед покупкой желательно определиться, будет ли котел использоваться исключительно для отопления или еще и для получения горячей воды, приготовления пищи. Предполагается ли работа котла в автоматическом режиме?

Только после получения и анализа всех данных можно отправляться в магазин отопительного оборудования.

Популярные модели твердотопливных котлов с ТЭНом

Завод «Теплодар» предлагает универсальные и бюджетные модели твердотопливных комбинированных котлов: «Куппер ПРО», «Куппер ОК», «Куппер ОВК» с ТЭНами мощностью 9 кВт, а также «Куппер Практик», нагревательные элементы в котором имеют мощность 6 кВт (можно заменить на более мощные).

Преимущества отопительных комбинированных котлов «Теплодар»:

  • Высокий КПД. Усовершенствованная конструкция теплообменника позволяет увеличить площадь теплосъема на 60 % без изменения габаритных размеров котла.
  • Изоляция корпуса минеральным картоном минимизирует теплопотери.
  • Твердотопливные котлы «Куппер-ОВК10» и «Куппер-ОВК18» оснащены плитой из чугуна, что позволяет использовать их для разогрева или приготовления пищи.
  • Конструкция котлов серии «Куппер» допускает использование всех видов твердого топлива. Возможен переход на газ или пеллеты, в этих случаях котлы нужно оборудовать газовой или пеллетной горелкой, также произведенной на нашем заводе.
  • В базовую комплектацию включен блок для установки ТЭНов, предназначенных для поддержания температуры после окончания процесса горения твердого топлива. Котлы мощностью 15 кВт могут оснащаться автоматическим регулятором тяги.

Котлы серии «Куппер» являются универсальными: они могут быть базой для любой системы отопления — открытой, закрытой, с принудительной или естественной циркуляцией теплоносителя. Конструктивные особенности позволяют подключать водяной контур с любой стороны, что существенно упрощает монтаж отопительной системы.

Читать еще:  Трубы отопления в полу под стяжку

Твердотопливный котел с электронагревательным элементом минимизирует риск размораживания системы с водяным контуром, когда отсутствует возможность регулярной растопки. Установка гибридного котла «твердое топливо/электричество» позволит на непродолжительный срок оставить систему без присмотра, а также избежать замены воды в отопительной системе на антифриз. Надежное оборудование гарантирует безопасность работы отопительной системы даже в условиях экстремально низких температур.

Устройство и схемы подключения ТЭН

05 Дек 2017г | Раздел: Электрика

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Трубчатые электрические нагреватели (ТЭН) предназначены для преобразования электрической энергии в тепловую. Они применяются в качестве основы в нагревательных устройствах (приборах) промышленного и бытового назначения, осуществляющих нагрев различных сред путем конвекции, теплопроводности или излучения. Трубчатые нагреватели можно размещать непосредственно в нагреваемой среде, поэтому сфера их применения достаточно разнообразна: от утюгов и чайников до печей и реакторов.

1. Устройство ТЭН.

ТЭН представляет собой электрический нагревательный элемент, выполненный из тонкостенной металлической трубки (оболочки), материалом для которой служит медь, латунь, нержавеющая и углеродистая сталь. Внутри трубки расположена спираль из нихромовой проволоки, обладающая большим удельным электрическим сопротивлением. Концы спирали соединены с металлическими выводами, которыми нагреватель подключается к питающему напряжению.

От стенок трубки спираль изолирована спрессованным электроизоляционным наполнителем, который служит для отвода тепловой энергии от спирали и надежно фиксирует ее в центре трубки по всей длине. В качестве наполнителя используется плавленая окись магния, корунд или кварцевый песок. Для защиты наполнителя от проникновения влаги из окружающей среды торцы ТЭНа герметизируют термовлагостойким лаком.

Выводы нагревателя изолированы от стенок трубки и жестко зафиксированы керамическими изоляторами. Питающие провода подключаются к резьбовым концам выводов при помощи гаек и шайб.

Работает ТЭН следующим образом: при прохождении электрического тока по спирали она, нагреваясь, нагревает наполнитель и стенки трубки, через которые тепло излучается в окружающую среду.

При нагреве газообразных сред для увеличения теплоотдачи от ТЭНов применяют их оребрение, выполненное из материала с хорошей теплопроводностью. Как правило, для оребрения используют стальную гофрированную ленту, навитую по спирали на внешнюю оболочку ТЭНа.

Применение такого конструктивного решения способствует уменьшению габаритных размеров и токовой нагрузке нагревателя.

2. Схемы включения ТЭН в однофазную сеть.

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

Рассмотрим возможные варианты включения ТЭН в однофазную сеть.

2.1. Включение в розетку.

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

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

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

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

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

2.2. Включение через автоматический выключатель.

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

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

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

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

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

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

2.3. Работа ТЭН в схемах регулирования температуры.

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

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

Рассмотрим схему «нагреватель — термореле».

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

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

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

Рассмотрим схему «нагреватель – термореле — контактор».

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

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

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

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

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

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

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

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector