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

Подключение накопительного бойлера

Для подачи и отвода жидкости, внизу водонагревателя (накопительного) установлены штуцеры. Красным отмечен штуцер для горячей воды, синим – для холодной. Рекомендуется использовать полипропиленовые трубы, которые обеспечивают надежное соединение.

На рисунке ниже показана самая простая и надежная схема подключения водонагревателя к водопроводу.

Следует соблюдать следующие правила:

• должна быть возможность перекрытия подачи воды в жилище с помощью вентилей;
• ответвления, ведущие к агрегату, должны иметь запорные краны;
• если в магистрали подается некачественная вода, необходима установка, после запорного крана, водяного фильтра;
• между входом в бак и предохранительным клапаном необходима установка сливного крана, позволяющего быстро сливать воду с емкости, если потребуется ремонт или обслуживание устройства;
• перед подключением накопительного водонагревателя к водоснабжению необходимо заранее обзавестись различными видами фитингов, Т-отводов (тройников) гибких и жестких соединительных труб.

Кроме того, подключение накопительного водонагревателя требует обязательной установки группы безопасности из двух клапанов. Предохранительный монтируется для защиты бака от избыточного давления. Если оно повышается до критического уровня, то клапан открывается и происходит сброс жидкости через дренажный шланг в канализацию или специальную емкость. Обратный клапан не дает вытекать воде из бака при понижении давления в магистрали или ее отсутствии. Таким образом, он препятствует осушению ТЭНов, их перегреву и перегоранию.

Схема подключения водонагревателя (бойлера) к водопроводу показана на рисунке:

При железных или стальных трубах

Как правильно подключить бойлер к водопроводу, если в квартире (доме) проведена магистраль с использованием стандартных железных труб? Можно воспользоваться современным методом подсоединения, без применения сварочных работ (приваривание переходника с резьбой). В данном случае используется переходник “вампир”, который представляет собой дополненный отверстием и резьбой хомут.

Переходник «вампир»

Установка хомута очень проста, и проводится таким образом:

• место на стояке предварительно требуется зачистить от краски и ржавчины;
• хомут необходимо расположить на стояке, используя прокладки из резины, и затянуть болты для его фиксации;
• перекрыть подачу воды и слить оставшуюся, открыв любой кран-смеситель;
• через отверстие в хомуте просверлить трубу, применив электродрель;
• далее, накрутив кран, можно приступить к подсоединению требуемых элементов.

При металлопластиковых трубах

Подключение водонагревателя к такому водоводу самое простое. Металлопластик легко гнется, а для соединения элементов используются различные виды обжимных фитингов.

Действия при подсоединении:

• отрезать трубу необходимого размера;
• далее потребуется внимательно выбрать место для врезки, при этом нужно учитывать сам размер тройника с минусом части трубы, которая будет заходить в соединение;
• для вырезания небольшого участка можно применить специальные ножницы;
• с тройника необходимо снять гайки и вместе с кольцами фиксации одеть на 2 конца трубы;
• развальцевать концы металлопластика, применив специальный калибратор или отвертку;
• тройник вставить до упора, после чего нужно сдвинуть кольца и ключом зажать гайки.

При трубах из полипропилена

Перед тем, как подключить бойлер к водопроводу с помощью полипропиленовых труб, необходимо подготовить: паяльник для пайки водоводов из пластика, ножницы для его резки, по паре тройников и переходников на резьбу, которая находится на вентилях и аварийном клапане, а также необходимое для конструкции количество уголков. Далее:

• выбирается место подсоединения;
• в трубе вырезается участок равный ширине тройника, минус 2 сантиметра (по 1 см войдет с каждой стороны в тройник);
• используя паяльник, необходимо разогреть трубу и фитинг до нужного состояния и соединить их (во время соединения проворачивать их нельзя, так как это может нарушить герметичность);
• используя отрезки водовода разной длины и уголки, делается подводка к патрубкам агрегата;
• на конец водовода впаивается муфта с резьбой, после чего вся конструкция надежно соединяется.

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:

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.
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.
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.
При возникновении на поверхности трубчатого прибора статистического электричества требуется немедленное его отключение и проверка всех соединений и самого прибора на герметичность.
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.

Безопасность

Считается, что радиаторный ТЭН со встроенным термостатом является абсолютно безопасным нагревательным прибором: отключение при достижении теплоносителем заданной температуры позволит избежать опасного перегрева или закипания воды.

Однако не все потенциальные покупатели прибора знают, что безопасность и эффективность работы обеспечивается не только конструкцией прибора, но и правильной установкой.

• В системе центрального отопления при включении ТЭНа должны быть перекрыты отсекающие радиатор вентиля. При этом перед ними на подводке должна быть смонтирована перемычка, которая позволит теплоносителю циркулировать через стояк при его запуске. В отсутствие вентилей ваш ТЭН будет греть батареи по всему стояку; в отсутствие перемычки после неудачной попытки запуска отопления к вам придет печальный слесарь и произнесет много обидных слов.
• Нагрев теплоносителя в замкнутом объеме превратит ваш радиатор в полноценную миниатюрную котельную и… резко повысит давление в нем. Тепловое расширение, знаете ли. Отсюда — необходимость в установке на подводке после отсекающего вентиля либо небольшого расширительного бака (его объем берется равным 10% объема радиатора), либо предохранительного клапана.

Небольшой расширительный бачок сможет вместить излишек расширившегося теплоносителя.

Заметьте: второй сценарий нежелателен, поскольку при нагреве клапан будет периодически выбрасывать струйки горячей воды.

• Сечение шнура питания должно быть не менее 1 квадратного миллиметра на 8 ампер тока. При мощности ТЭНа в 2500 ватт и напряжении питания 220 вольт ток составит 2500/220=11,36А; минимальное сечения жилы провода, стало быть, равно 11,36/8=1,42 (с округлением до реального значения — 1,5 мм2).
• Максимальная нагрузка на одну розетку не должна превышать 3500 ватт .
• Заземление крайне желательно .

Контакты заземления в розетке должны быть соединены с корпусом электрощитка.

Мощность ТЭНа без терморегулятора не должна превышать номинальную тепловую мощность радиатора. Для одной алюминиевой секции она берется равной 200 ваттам, для чугунной — 160 ваттам. ТЭН для радиаторов отопления с терморегулятором может устанавливаться без ограничений по мощности.

Зачем нужен ТЭН для радиаторов отопления?

ТЭН — это трубчатый электрический нагреватель, преобразующий электроэнергию в тепловую энергию. Установленный ТЭН в радиаторы, может быть основным источником тепла в жилищах с автономной системой отопления, или дополнительным устройством подогрева воды в централизованных системах.

ТЭН монтируют в чугунную батарею в случаях, когда:

• Переходят на автономное отопление.
• Не хватает тепла батарей для комфортного проживания.
• Есть необходимость в установке аварийного теплоносителя (если есть вероятность отключения центрального отопления).

ТЭНы имеют свои достоинства:

• Высокий КПД, в закрытом пространстве теплу уходить некуда.
• Простая установка, с которой справится каждый взрослый мужчина.
• При условии правильной установки срок службы неограничен.
• Имеет датчики контроля, поэтому ТЭН для радиаторов безопасен.
• Незначительная стоимость самого устройства, вариативные цены на терморегуляторы (которые, как правило, не входят в комплект ТЭНа)
• Даёт возможность корректировать теплоотдачу, помогает сэкономить энергоресурсы.

В то же время у прибора имеются и уязвимые места:

• При использовании в качестве основного средства обогрева требует большого потребления электроэнергии.
• Не рекомендуют использовать в условиях часто меняющегося напряжения в сети (или сильно пониженного).

Основные функции и устройство ТЭНа

Основные функции ТЭНа, вмонтированного в батарею: нагревание теплоносителя и, в случае оборудования ТЭНа терморегулятором, регулировка температуры.

Сам ТЭН для радиаторов устроен настолько просто, что понять его конструкцию может даже школьник. В трубку из металла вставляется изолированная токопроводящая нить. Чаще всего это нихромовая спираль. Металлическую трубку в процессе гальванизации покрывают хромом или никелем, что даёт металлу особую защиту от агрессивного воздействия воды и гарантирует отсутствие контакта человека с электричеством . Кроме этого корпус нагревательного элемента оснащён датчиками контроля, не позволяющими устройству перегреваться.

Что касается функции нагрева теплоносителя, здесь, кроме одного, нет других вариантов: прибор включается в сеть и вода (или другой теплоноситель) нагревается. Принцип, одинаковый для всех электронагревательных устройств.

Функции термостата осуществляются ТЭНом, оборудованным терморегулятором. Это позволяет настроить ТЭН для радиаторов на определённую температуру. Кроме этого, существуют режимы регуляции, просто необходимые в определённых условиях:

1. «Антизамерзание» — поддерживает постоянную температуру теплоносителя +10о С, которая не позволяет замёрзнуть системе отопления.
2. «Турбо» — необходим для моментального разогрева теплоносителя в автономной системе отопления на предельной мощности. После достижения необходимой температуры, режим автоматически отключается, и устройство работает в соответствии с заданными терморегулятором параметрами.

Что касается самого теплоносителя, есть мнение, что наиболее подходящим для батарей, оборудованных ТЭНом, является трансформаторное масло. Оно за короткое время нагревается и долго отдаёт тепло.

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

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.

Профилактические меры при поломках тэнов

Даже если вы профессионально смогли врезать тэн отопительных систем, не забывайте о соблюдении правил его применения. Для начала проверьте, способна ли выдерживать ваша электросеть максимальные нагрузки. С этой целью суммируйте показатели мощностей всех электрических приборов в вашем доме и затем прибавьте к полученному числу коэффициент 1,2 для запаса. Сечение электрической проводки обязано выдерживать расчетную мощность без коротких замыканий и перегревов.

При работе нагревательных элементов спираль нагрева постепенно разрушается. Именно поэтому тэны, которые выпускаются для отопительных батарей, нужно выбирать с максимальный сроком эксплуатации от 10 лет. Также в качестве профилактики соблюдайте такие правила в ходе эксплуатации нагревательных элементов:

• не наливайте воду из крана в трубы или отопительные радиаторы, поскольку это может создать накипь на поверхности нагревательного элемента. Применять следует только дистиллированную воду;
• необходимо в обязательном порядке устанавливать устройство защитного отключения, к которому можно подключить как один, так и сразу несколько тэнов. Если случится авария, оно быстро отключить электричество, и никто и ничто в квартире не пострадает;
• не рекомендуется часто включать или выключать прибор при отоплении, это сокращает срок его службы;
• если вы наблюдаете на батарее статическое электричество, то обязательно проверьте нагревательный элемент на герметичность;
• категорически запрещено устанавливать тэн в котел или радиатор без заземления.

Если вы будете соблюдать эти простые правила, то ваша система отопления в квартире будет не только эффективно работать, но и не будет представлять собой никакой угрозы. Также крайне желательно перед врезанием тэна в отопительную систему, позаботиться о теплоизоляции в помещении. Это увеличит срок службы прибора, а также позволит хорошо сэкономить на электроэнергии.

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 (см.также статью “Твердотопливные котлы Bosch и их особенности”).

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.

Особенности выбора

Электронагреватели, предназначенные для батарей отопления, могут различаться несколькими параметрами. Поэтому к выбору следует подходить грамотно

Ниже рассмотрим,на что следует обращать внимание при выборе ТЭНа

Мощность является одним из важнейших параметров, так как от него зависит теплоотдача прибора. Поэтому, прежде всего нужно рассчитать необходимую мощность, для комфортного обогрева помещения.

В среднем на каждые 10 м 2 требуется 1 кВт мощности. Для более точного расчета необходимо учитывать регион и теплопотери помещения.Правда, если обогреватели будут использоваться в качестве дополнительного элемента обогрева, то достаточно в два раза меньшей мощности.

Обратите внимание! Не имеет смысла использовать нагреватель мощнее 75 процентов от теплоотдачи самого радиатора, так как его возможности не будут использоваться в полной мере

Биметаллический радиатор с электрическим нагревающим элементом

Тип радиатора

ТЭНы для алюминиевых радиаторов отопления и биметаллических батарей конструкционно не отличаются от нагревающих элементов для чугунных приборов.

Однако, различия заключаются в следующих моментах:

• Форме наружной части корпуса.
• Материале заглушки.

ТЭН для алюминиевого радиатора имеет заглушку диаметром в один дюйм. Диаметр же заглушки для стандартных чугунных батарей составляет 1¼ дюйма.

Поэтому прежде чем приобрести нагреватель, следует обратить внимание на то, для каких типов батарей он предназначен. Данную информацию обычно содержит инструкция, которая имеется в комплекте

Длина греющего элемента

Важным параметром выбора является длина ТЭНа. Как несложно догадаться, от этого зависит равномерность нагрева батареи и циркуляция жидкости. Соответственно, длина подбирается в зависимости от количества секций прибора.

В идеале обогревающий элемент должен быть на 10 см короче батареи. В таком случае нагрев жидкости будет осуществляться максимально равномерно.

Автоматика

Автоматика может быть встроенной и наружной. Следует отметить, что радиаторный ТЭН со встроенным термостатом стоит дешевле, чем компоненты по отдельности. Однако, наружная электроника, как правило, более функциональная.

Выбор зависит от предназначения обогревателя. Если он будет использоваться как основной источник тепла, то можно установить наружную электронику для обеспечения максимального комфорта обогрева. Если же устройство планируется использовать как дополнительное, подойдет и ТЭН для радиаторов отопления с терморегулятором в одном корпусе.

Недорогой ТЭН с терморегулятором для чугунного радиатора

Производитель

Что касается производителя, то в данном случае выбор не так важен. Дело в том, что известные европейские компании не занимаются выпуском данного оборудования. Поэтому на рынке, как правило, можно встретить изделия польского, украинского и турецкого производства.

Все эти ТЭНы достаточно схожи по качеству, поэтому следует уделить больше внимания их характеристикам. Единственное, лучше воздержаться от приобретения китайских изделий, так как поставщики нередко завозят наиболее дешевые, низкокачественные модели. Однако, и среди них иногда попадаются достойные нагреватели.

Вот, пожалуй, и все основные моменты, которые важны при выборе ТЭНов для батарей.

Использование ТЭНов для радиаторов не дает какой-либо выгоды, по сравнению с другими видами электрического отопления. Однако,эти нагреватели являются отличным вариантом для обогрева всевозможных хозяйственных помещений. Кроме того, их можно использовать в качестве дополнительного или аварийного источника тепла.

Получить дополнительную и полезную информацию по обозначенной теме можно из видео в этой статье.

Разновидности и способы изготовления ТЭНов

Современные электронагревательные элементы обладают высокой прочностью и способностью изменять форму и размеры под действием высоких температур без ущерба своим техническим характеристикам. Используют их не только в бытовых приборах отопления, но и в промышленных. Правда, в последних устанавливают более мощные аналоги с большими размерами. Все современные тэны имеют высокий показатель долгосрочной эксплуатации.

Производители выпускают два вида тэнов, которые отличаются способом изготовления. Есть изделия, которые производят массово, а есть и такие, которые выпускают малыми партиями. Обычно они соответствуют определенным запросам заказчиков. Их используют в специальных отопительных установках со специфичными требованиями. Кстати, цена вторых намного выше первых.

Трубчатые электронагреватели

Это самый распространенный вид тэнов, который используется практически во всех отопительных приборах на электрическом питании. С помощью трубчатых аналогов нагрев теплоносителя происходит по принципу конвекции, излучения и теплопроводности в результате преобразования электрической энергии в тепловую.

Такой нагревательный элемент имеет следующие характеристики:

• Диаметр трубки 6,0-18,5 миллиметров.
• Длина тэна 20-600 сантиметров.
• Трубка может быть изготовлена из стали, из нержавейки или из титана (очень дорогой прибор).
• Конфигурация прибора — без ограничений.
• Параметры (мощность, производительность и прочее) — по согласованию с заказчиком.

Трубчатые электронагреватели оребренные

Используется для нагрева воздуха или газа, которым отапливается помещение

ТЭНРы представляют собой тот же трубчатый электронагреватель только с ребрами, которые расположены в перпендикулярных плоскостях к оси нагревательной трубки. Обычно ребра изготавливают из металлической ленты и крепят к трубке специальными прижимными гайками и шайбами. Сам тэн выполнен или из нержавейки, или из конструкционной стали.

Этот вид электронагревательных приборов используется для нагрева воздуха или газа, которым отапливается помещение. Их часто применяют в таких отопительных приборах, как тепловые завесы и конвекторы — там, где требуется отопление с помощью нагретого воздуха.

Блок электронагревателей

ТЭНБ используют только в том случае, если необходимо увеличить мощность электронагревателя. Обычно их устанавливают в приборы, в которых теплоносителем выступает жидкость или любой сыпучий материал.

Отличительной конструктивной особенностью ТЭНБ является его крепеж к прибору отопления. Он может быть резьбовым или фланцевым. Особой популярностью сегодня пользуется тен для отопления блочного типа с разборными фланцами. Такой нагревательный элемент можно применять для разных приборов многократно. Сгоревший тэн можно снять, а на его место поставить новый.

Электронагреватели патронного типа

Для отопительных систем этот вид не используется.

Для отопительных систем этот вид не используется. Его применяют как деталь пресс-формы для создания каких-либо изделий, поскольку это часть промышленного оборудования. В быту они не встречаются, но упомянуть о них необходимо, потому что данный вид тэнов входит в категорию «трубчатые электронагреватели».

Отличительной чертой этого аналога является оболочка, изготовленная из нержавеющей стали, которую шлифуют по максимуму. Это необходимо для того, чтобы тэн мог войти в форму с минимальным зазором между трубкой и стенками формы. Стандартный зазор не должен превышать 0,02 миллиметра. Вот так плотно он должен входить.

Кольцевые электронагреватели

Этот вид тэнов тоже применяют только в промышленных установках. Их предназначение — это нагрев инжекторов, сопел инжекционных установок и литьевого оборудования.

Электронагреватели с терморегулятором

Тэн с терморегулятором TECHNO 2 кВт

Это самый распространенный на сегодняшний день тэн, который используется для нагрева жидкостей. Именно его устанавливают во все бытовые электрические приборы, которые связаны с нагревом воды. Максимальная температура выделенного тепла +80С.

Изготавливают его из никеле-хромовой проволоки, которую внутри трубки заливают специальным сжатым порошком. Порошок — это оксид магния, который является хорошим изолятором электрического тока, но при этом обладает высоким показателем теплопроводности.

Расчеты по мощности

Чтобы выбрать оптимальный нагревательный элемент для чугунной батареи, придется произвести некоторые расчеты.

Мощность прибора определяется количеством тепла, которое необходимо помещению. Так для обогрева 1 м2 потребуется 100 Вт, значит, для комнаты площадью 20 м2 нужно 2000 Вт.
Так как в качестве обогревателей используются чугунные батареи, то нужно требуемое количество тепла разделить на тепловую мощность одной секции батареи, например, 180 Вт. Получается, что для этой комнаты потребуется 11 чугунных секций. Длина тэна и его мощность должны соответствовать размерам и потребностям радиатора.
Еще один параметр, который следует рассчитать – это объем теплоносителя в конструкции

Это важно, так как даже мощное устройство будет не эффективным, если в батарее недостаточно жидкости.
Поэтому так важно при покупке тэна учитывать, для какого типа батарей он нужен. Объем алюминиевых радиаторов составляет всего 0.2 л, тогда как в чугунной батарее его может быть от 0.6 до 1.5 л в зависимости от модели и производителя.

Приблизительно берется 1 кВт мощности нагревательного элемента на 15 литров теплоносителя. Исходя из этого и учета количества секций радиатора, легко определить, какой мощности нужен прибор, и сколько их должно быть в обогревателе.