Виды ТЭНов для водонагревателей: сухой, медный, нержавейка и другие примеры

Критерии выбора

Выбирая ТЭН для бойлера, необходимо отталкиваться от характеристик ранее установленного элемента.

Разновидности приборов

Помимо типа ТЭНа по контакту с жидкостью, нужно учитывать массу других параметров:

Способ крепления – гаечный или фланцевый. Последний бывает литой или штампованный. Фланцевое крепление характерно для ТЭНов открытого типа;
Возможность установки анода – этот элемент предназначен для защиты металлических поверхностей от коррозии и накипи, благодаря чему общий срок службы бойлера увеличивается. Постепенно анод «тает», поэтому периодически нужно устанавливать новый. Если в основании ТЭНа предусмотрено отверстие для анода, то необходим новый нагреватель с таким же отверстием.
Форма зависит от вида накопительной емкости. Нагревательный элемент может быть прямым или гнутым. Выбирают аналогичный ранее установленному ТЭН, учитывая при этом не только форму, но и размер, а также угол изгиба.
Материал изготовления – внешняя поверхность ТЭНа может быть сделана из меди или нержавейки

Важно, чтобы материал бака и ТЭНа совпадал, иначе из-за разности потенциалов срок службы нагревательного элемента и самого бака сократится. Медный нагреватель закрытого типа может быть расположен внутри эмалированной стальной колбы, в таком случае о создании гальванической пары можно не беспокоиться.

Особенности и количество нагреваемой жидкости

ТЭН с магниевым анодом для жесткой воды

Если вода жесткая, необходим ТЭН под анод, который частично избавит от проблемы накипи и позволит продлить срок службы бойлера. Мощность должна соответствовать объему нагреваемой жидкости. Рекомендуется приобретать деталь той же мощности, что и вышедшая из строя. Параметры нагревателя указаны в техническом паспорте устройства.

Условия эксплуатации

Мощность должна соответствовать возможностям электропроводки. Но это уже больше относится к выбору бойлера, а не ТЭНа, поскольку старый элемент заменяют на новый аналогичной мощности. Мощность бойлера в целом также влияет на скорость нагрева заданного объема воды. Если ТЭН маломощный, например на 1000 Вт, а емкость на 80 или даже 100 л, нагреваться до максимальной температуры вода будет очень долго, несколько часов,поэтому включать бойлер нужно заблаговременно. Такая мощность оптимальна для небольших бойлеров, максимум до 50 л.

Если планируется большой расход горячей воды, рекомендуется покупать модель с двумя ТЭНами. Они нагревают воду быстрее. В экономичном режиме будет работать один элемент, а второй подключится благодаря термостату, когда потребуется нагреть новую порцию холодной воды.

Трубчатые электронагреватели

Трубчатые электрические ТЕНы для отопления дома используются очень широко. Их устанавливают также во многие приборы, работающие от электрической сети. Теплоноситель благодаря трубчатым нагревательным элементам прогревается посредством конвекции, теплопроводности и излучения. Тем самым электричество преобразуется в тепловую энергию.

Такие ТЕНы имеют следующие особенности:

• диаметр трубки составляет 6-18,5 миллиметров;
• длина элемента – 20-600 сантиметров;
• трубка может быть изготовлена из стали или нержавейки, существуют и изделия из титана, но они являются весьма дорогостоящими;
• конфигурация прибора может быть абсолютно любой;
• такие параметры ТЕНа, как мощность, производительность, зависят от требований потребителя.

ТЕНы в радиаторы отопления устанавливают часто. Именно благодаря их функциональным возможностям они и получили широкое распространение.

Предназначение отопительных ТЭНов

Электрические ТЭНы снискали популярность благодаря своей универсальности и высокому КПД. Вся потребляемая ими электроэнергия расходуется по прямому назначению – на обогрев окружающего пространства.

Основными отопительными приборами, где используются ТЭНы являются:

1. Переносные и стационарные масляные электрообогреватели.
2. Водяные радиаторы отопления.
3. Полотенцесушители для ванной.
4. Электрокамины.
5. Электроконвекторы.
6. Электрические котлы.

Указанное оборудование может использоваться в качестве основного или дополнительного источника обогрева. Стоит оно недорого, легко монтируется и не требует специальных навыков при эксплуатации.

Подключить ТЭН к чугунному радиатору центрального отопления можно после отсоединения общего стояка. Такой прибор можно использовать для основного и дополнительного обогрева

Как самостоятельно обустроить электрическую систему отопления

Прежде чем использовать тэн в радиаторах отопления, стоит определиться с необходимой мощностью отопления

Также важно обладать информацией о характеристиках электрического нагревательного элемента, в частности, о его производительности. Это позволит избежать перегорания проводки и лишних затрат на покупку нового кабеля

Нужно понимать, что самостоятельное обустройство отопления при наличии некоторых ошибок может привести к недостаточно эффективному обогреву жилья или и вовсе неправильной работе системы. Чтобы все стабильно функционировало, рекомендуется обзавестись терморегулятором. Дополнительно стоит выполнить монтаж специальной защитной коробки, функционирование которой рассчитано на мощность определенных тэнов.

Расчеты

Число и производительность устройств для обогрева дома на основе электрической системы отопления вычисляется с учетом объемов помещений. Для начала выбираются средние показатели мощности, достаточные для качественного отопления 1 м3 жилплощади.

Средние значения для помещений:

• с надежной теплоизоляцией, оборудованной согласно европейским стандартам – 20 Вт/м3;
• с современными стеклопакетами, эффективной изоляцией перекрытий и стен – 30 Вт/м3;
• с недостаточно надежной теплоизоляцией – 40 Вт/м3;
• с откровенно плохой изоляцией – 50 Вт/м3 и более.

Опираясь на вышеуказанные расчеты, определяется необходимая мощность для качественного отопления конкретного помещения. Исходя их тех же значений, подбирается достаточное количество нагревательных элементов.

Правильное выполнение расчетов является крайне важным. Как показывает практика, при грамотном подборе оборудования и надежном монтаже установка электрического отопления даже в деревянный дом становится абсолютно безопасным решением.

Независимо от производителя устанавливается тэн в радиаторы отопления по единому принципу. Чтобы выполнить самостоятельный монтаж нагревательного элемента, достаточно следовать инструкции:

1. Прибор, куда будет произведен монтаж, должен быть обесточен.
2. Приостанавливается подача рабочей жидкости в батареи, после чего происходит ее слив.
3. Вместо нижней пробки устанавливается нагревательный тэн, который должен войти в трубу для подачи воды.
4. Восстанавливается подача жидкости, а затем происходит проверка герметичности радиатора.
5. Обогревательный элемент подсоединяется к электросети.

Меры предосторожности

Применяя тэн для радиаторов системы отопления, следует придерживаться определенных требований безопасности.
Устанавливая отопление, важно проверить надежность работы вентиляции. Также при выполнении работ необходимо переместить легко воспламеняемые и взрывоопасные вещества в защищенное, труднодоступное место на безопасное расстояние от отопительного прибора.
Прежде чем выполнять подключение отопительного устройства с тэном и терморегулятором, стоит лишний раз проверить, насколько электропроводка справляется с возложенной на нее нагрузкой. Превышение допустимой мощности чревато перегревом проводов, возникновением коротких замыканий и возгораний.

Превышение допустимой мощности чревато перегревом проводов, возникновением коротких замыканий и возгораний.

• При подсоединении обогревательных приборов с тэнами нужно избегать применения обычных бытовых переносок. Оптимальным вариантом считается эксплуатация сетевых фильтров. Такое решение позволяет автоматически обесточить прибор при скачках напряжения в системе.
• Абсолютно недопустимо использовать батареи с электрическим нагревательным элементом для просушки вещей.
• При работе тэна происходит интенсивный подогрев рабочей жидкости. Его эксплуатация на протяжении долгого времени приводит к выжиганию кислорода. Поэтому длительное нахождение в таком помещении скрывает в себе опасность для здоровья.

Материалы, создающие изоляцию

Стандартный воздушный прибор по нагреву сухого типа состоит из трубки со спиральным проволочным элементом с большим сопротивлением внутри. Чтобы поддержать хорошую герметизацию, составляющие детали вплотную прилегают один к одному за счет изоляционного материала.

Сухие нагревательные приборы с ребристостью изготавливаются из высокопрочной стали не поддающейся влиянию коррозии. Отдельные индивидуальные критерии использования требуют, чтобы сталь была углеродной либо нержавеющей так как среда применения может иметь свои параметры воздействия на материал. Универсальными особенностями материала есть стойкость к коррозии. Для указанных приборов по нагреву данные требования не являются ключевыми если сравнивать их с нагревательными установками для воды и жидких смесей.

Эксплуатация ТЭНов

Главная причина отказа ТЭНа заключается в нарушении герметичности выводных концов. Еще одной распространенной причиной потери элементом работоспособности является коррозия на поверхности оболочки. Перегрев тена для воды, в результате которого возникает разрыв спирали, также приводит к отказу элемента. Эти причины возникают главным образом по причине значительных усилий на контактные стержни, возникающих при подключении проводов к ТЭНам.

Ресурс ТЭНов для воды можно увеличить, если следовать нижеприведенным рекомендациям:

• не стоит прикладывать к гайкам контактных стержней значительные усилия. В противном случае вводные концы будут разгерметизированы;
• должны быть исключены ситуации работы ТЭНов без воды;
• в процессе использования тенов в установках необходимо с периодичность 1 раз в 3 месяца удалять с поверхности нагревательного элемента накипь. Нужно избегать отложений толщиной более 2 мм.

Что такое звезда и треугольник у электродвигателя

Допустим, мы посчитали ёмкость 40 мкФ.

Происходит плавный пуск электродвигателя.

Управление пускателем осуществляется через электрическую катушку, которая выступает в качестве электромагнита, при подаче на катушку напряжения она воздействует электромагнитным полем на подвижные контакты пускателя которые замыкаются и включают электрическую цепь, и наоборот, при снятии напряжения с катушки пускателя — электромагнитное поле пропадает и контакты пускателя под действием пружины возвращаются в исходное положение размыкая цепь. Происходит плавный пуск электродвигателя. Первый соединяется с питающей сетью с одной стороны, а с другой стороны к нему подсоединяются концы обмоток.

Типовые схемы подключения двигателя без реверса для схем звезды или треугольника вы видите ниже. При помощи тестера провода прозванивают, чтобы найти катушки.

Среди разных способов подключения трехфазных электродвигателей в однофазную сеть наиболее простой — подключение третьего контакта через фазосдвигающий конденсатор. В общем, чем-то приходится жертвовать: маленькая ёмкость не даёт двигателю набрать полную мощность, большая ёмкость при недогрузке вызывает повышенный нагрев. Поэтому при наличии трех фаз, рекомендуется подключать соответствующее трехфазное оборудование. Использовать конденсаторы серии Starter в качестве рабочих тоже запрещено.

Для начала немного разберемся, что такое три фазы и для чего они нужны. Оно составляет 3 кВт. Подключение к трёхфазной сети Теперь, когда мы разобрались как подключаются обмотки, давайте разберемся как они подключаются к сети. Иногда для запуска хватает и рабочих конденсаторов, но это обычно случается, когда нагрузка на валу двигателя мала. В ней может быть описано к чему относятся провода разных цветов.

Виды соединения обмоток

Асинхронный мотор несложно соединить звездой или треугольником при переходе с в на Известно два способа включения обмоток между собой: Звезда — первые концы обмоток соединены между собой, а фазные проводники сети подключены на вторые выводы катушек. Подключение к однофазной сети Трехфазный агрегат с успехом можно подключить к однофазной сети. Если прибора нет, можно решить её с помощью лампочки от фонарика и батареек, подсоединяя имеющиеся провода в цепь последовательно с лампочкой.

Чтобы было понятнее, как это реализовать самостоятельно, ниже будет приведена схема такого подключения. Но когда речь идет о двигателях, то здесь три фазы нужны для создания кругового магнитного поля и как результат, более высокого КПД. Но стоит учитывать, что в провод, который дет между ними, на разрыв должен быть установлен выключатель без фиксации. Подсоединить потребуется к обмотке батарейку, а к другой — вольтметр. Определение пар проводов относящихся к одной обмотке Вторая задача определение начала и конца обмоток несколько сложнее и требует наличия батарейки и стрелочного вольтметра.
Как просто подключить трехфазный двигатель треугольником и звездой в сеть 220, через конденсатор.

https://youtube.com/watch?v=HIRReK891qI

Виды ТЭНов

Нагревательные элементы можно разделить на два вида:

• воздушные;
• водяные.

Воздушные ТЭНы, как можно догадаться из названия, предназначены для работы на воздухе и используются для непосредственного нагрева либо самого воздуха, либо тех или иных предметов, находящихся в воздушной среде. Подобные электронагреватели можно встретить в обычных электроплитках, духовых шкафах, комнатных обогревателях.

Назначение второго вида — нагрев жидкости. Такие нагреватели работают в электрочайниках, электротитанах, масляных или водяных отопительных системах. Отличным примером водяного ТЭНа может служить обычный бытовой кипятильник.

Классический пример водяного ТЭНа — обычный бытовой кипятильник

Отличия одного вида от другого невелики, но они есть. Прежде всего, водяной нагреватель отличается большим соотношением мощности к габаритам. Иными словами, он имеет высокую мощность при малых габаритах и площади поверхности. Обусловлено это тем, что прибор работает в среде с высокой теплопроводностью. Это позволяет быстро нагреть большой объем жидкости при минимальных затратах электроэнергии (меньше тепла в единицу времени расходуется на нагрев окружающего воздуха). Недостатком такой конструкции является то, что водяной ТЭН не может работать без погружения в рабочую среду (жидкость) — он сразу перегреется и сгорит, поскольку воздух имеет гораздо меньшую теплопроводность, чем те же вода или масло.

Воздушные же нагреватели имеют довольно большую площадь поверхности для своей мощности и не нагреваются так сильно, хотя внешне могут ничем и не отличаться от жидкостных.

Внешне ТЭН электрический водяной (слева) может ничем не отличаться от воздушного

Варианты ТЭНов

Лучшие модели водонагревателей обязаны своим продуманным конструкциям электротэнов. К самым удачным конструкциям можно отнести бренды:

1. ТЭН Аристон. Итальянский концерн выпускает в основном элементы из нержавеющей стали с хромоникелевым составом и усиленной медной оболочкой. Латунный фланец повышает тепловую мощность до 1.5 кВт. Такие нагреватели устанавливаются в агрегатах от 50 до 100 литров. ТЭНы Аристон имеют цену по состоянию на 01.09.2019 года не более 2000 руб.
2. Горение. ТЭНы словенской компании трубчатого типа, с защитным покрытием из стекловидной глазури или стеклофарфора, аналогичного эмалевому покрытию внутренней поверхности емкости. Такая обработка помогает успешно бороться с появлением накипи, в связи с чем вода может безопасно нагревается до температуры 900C. Стоимость комплекта 2.4 кВт по состоянию на 01.09.2019 года — 7800 руб.

100 литровый водонагреватель

В марках Atlantic, Thermor Steatite Cube и VM объемом до 100 литров устанавливают керамический блок 2.100-2.500 кВт, который относится к «сухому» стеатитовому типу. Он выполнен из 2-х спиралей сопротивления, вложенных в специальные пазы керамических вставок. Они изготавливаются из высококачественных материалов на современном оборудовании, что создает ряд преимуществ по сравнению с обычными конструкциями:

1. Повышенная поверхность теплообмена;
2. защита керамического блока от накипеобразования;
3. долгий срок службы и хорошая ремонтопригодность.

Технические данные блока 2.100 кВт:

• Количество керамических вставок — 7 ед;
• диаметр вставок — 46.5 мм;
• тепловая мощность — 2.100;
• напряжение сети в устройствах, как круглой так ипрямоугольной формы бака — 220/230 В;
• материал фланца — керамика;
• размер фланца — 58.0 мм;
• материал 2 вывода — М5 медь;
• длина — 365.0 мм;
• цена закомплект посостоянию на 01.09.2019 года — 2410 руб.

Этот керамический блок подходит для большинства котловых моделей DRAZICE и ATLANTIC.

80 литровый бойлер

Для объема бака 80 литров удачно применяются ТЕНы на водонагреватель с термостатом RCT 2500 Вт 70oС 60303, способные отключать агрегат при достижении температуры воды в баке при 70 С. Конструкция подключается к емкости одной прокладкой, резьбой 42 мм. Тип нагревателя «мокрый» материал — медь.

Характеристики модели:

• Тепловая нагрузка — 2500 Вт;
• параметры работы сети — 220/230 В;
• материал/диаметр фланца — латунь/42.0 мм;
• диаметр медной колбы — 8.5 мм;
• длинна трубки — 275.0мм;
• цена закомплект по состоянию на 01.09.2019 года — 2100 руб.

Модель может быть установлена для большинства моделей Ariston, Real, Thermex, «Электролюкс» с объемом емкости 80 литров

50 литровый подогреватель воды

Для этих типоразмеров бойлеров наиболее удачным считается сухой ТЭН Gorenje Electrolux, мощностью 900 Вт, гонконгской компании SKL Kaneta. Устройство сухого типа имеет фланец для подключения к корпусу аппарата с фиксирующим винтом. Обычно на фланце расположены две колбы — ТЭНа и термостата.

Технические данные:

• Тип нагревателя — «сухой»;
• тепловая мощность: 0.900 кВт;
• длина элемента — 400.0 мм;
• диаметр колбы — 12.0 мм;
• диаметр фланца — 63 мм;
• материал фланца — медь;
• цена закомплект по состоянию на 1.09.2019 года — 960 руб.

Обратите внимание! Используются данный ТЭН исключительно для моделей Gorenje Electrolux Амина, Термекс, Гарантерм емкостью не выше 50 литров

30 литровый водонагреватель

ТЭН для бойлера на фланце D-63мм и мощностью 0.7 кВт производства компании Термекс предназначены для бытового и промышленного применения. Изготовлены из медной трубы на латунной гайке с гнездом под магниевый анод М4, его иногда могут комбинировать с другим более мощным элементом до 1.5 кВт.

Технические данные:

• Тип нагревателя — «сухой»;
• тепловая мощность — 0.700 кВт;
• напряжение сети — 220/230 В;
• материал фланца — латунь;
• размер фланца — 63.0 мм;
• материал ТЭНа — медь;
• гнездо под магниевый анод — резьба М4;
• длина — 180.0 мм;
• цена закомплект по состоянию на 01.09.2019 года — 810 руб;
• применение для бойлеров на 30 литров «Термекс» (Thermex), Амина, Гарантерм.

Использование ТЕНов

В последнее время все большее количество людей задумывается о возможности автономного отопления своего дома. С каждым годом стоимость традиционного отопления повышается, поэтому довольно часто с помощью автономной системы имеется шанс сэкономить. Также иногда просто отсутствует возможность подключения к центральной отопительной системе – особенно это касается дачных поселков. Единственный вариант обогревать дом в этом случае – установить отопительный котел. Наибольшей популярностью продолжают пользоваться твердотопливные и газовые котлы, но их использование тоже не всегда возможно – доступ к магистральному газопроводу есть не всегда.

Наилучшим выходом из таких ситуаций является установка электрического отопительного оборудования, поскольку электросети есть практически везде. Основной элемент любого такого отопительного устройства – ТЕН. От его типа в немалой степени зависит эффективность обогревательной системы. Обычно в бытовом отопительном оборудовании используются трубчатые ТЕНы, а также элементы с терморегулятором. Последние дают возможность регулировать работу системы отопления.

Электрические отопительные системы очень удобны в эксплуатации: они не выделяют вредных веществ, так как не образуют продукты сгорания, не требуют установки в отдельном помещении, безопасны в использовании, легко монтируются и регулируются. Но все же при установке электрического отопительного оборудования сначала следует проверить, выдержит ли электросеть высокую нагрузку. Также нужно заранее приготовиться к тому, что за электричество придется платить немалые деньги.

Виды ТЭНов по принципу работы

Особенности открытых и закрытых нагревательных элементов понятны из названия. Первые не защищены от воды, вторые закрыты колбой. По-другому их называют мокрыми и сухими. Принцип их работы следует рассмотреть подробнее.

Мокрые

ТЭНы мокрого типа – трубчатые, непосредственно контактируют с водой и нагревают воду своей поверхностью. Срок их службы зависит от качества воды, ее жесткости, процентного содержания солей. Из-за воздействия этих факторов металл коррозирует, а на поверхности образуется известковый налет. Посредством установки магниевого анода процесс можно замедлить, поскольку элемент притягивает соли. Также для защиты водонагревательных трубок используют стекловидную эмаль.

Сухие

Сухой ТЭН представляет собой нагреватель, который помещен в колбу, заполненную вторым слоем керамической засыпки (первый слой заполняет пространство между нихромовой спиралью и трубкой, в которую она помещена).  Водонепроницаемую оболочку делают из магниевого силиката или стеатита. Стеатит быстро нагревается и медленно остывает, имеет повышенную прочность и высокую термоустойчивость. Плюсов использования сухого ТЭНа в водонагревателе больше, чем минусов, и в частности для замены такого ТЭНа не нужно сливать из бойлера воду.

Металлические материалы используемые для нагрева

• Нихром: подавляющая часть состоит из нихрома 79/21 (79% никеля, 21% хрома) например тэны Фастов, производятся в виде проволоки, ленты или полосы. Он является первокласным материалом, поскольку обладает относительно высоким сопротивлением и образует слой из окиси хрома при нагревании в первый раз. Материал под этим слоем не окисляется, и защищен от разрушения и выгорания.
• Металлическое сопротивление: металлическое сопротивление нагревательных элементов может быть в форме проволоки или ленты, прямой или спиральной. Они используются в общих нагревательных приборах, таких как тэны, тостеры, фены, печи для промышленного отопления, отопления пола, нагрева крыши(чтобы не формировались сосульки), нагрева тропы(чтобы стаял снег и лед), сушилки и др.

Наиболее распространенные материалы используемые для изготовления тэнов в Фастове на ОДО  «Электронагреватель»:

• Нихром — проволока и полосы;
• Мельхиор (медно-никелевый) — сплавы для отопления при низких температурах.

Конструкция и принцип действия конвектора

Эффективная работа электрообогревателя обеспечивается за счет естественной конвекции (циркуляции) воздуха в помещении. Как указывалось выше, основным элементом прибора является нагревательный элемент для конвектора, помещенный в металлический корпус, который чаще всего имеет прямоугольную форму.

Принцип работы электронагревательного прибора заключается в следующем. Холодный воздух поступает внутрь корпуса через отверстия в нижней его части. Нагреваясь, воздушные массы поднимаются вверх и через отверстия на лицевой поверхности конвектора возвращаются обратно в помещение. Постепенно остывая, воздух опять опускается вниз, и цикл повторяется снова.

Важно! Непрерывная циркуляция холодного и теплого воздуха обеспечивает быстрый и эффективный обогрев помещения, в котором установлен электроконвектор. На отечественном рынке потенциальный потребитель может встретить конвекторы, оснащенные электронагревательными элементами открытого и закрытого типа

На отечественном рынке потенциальный потребитель может встретить конвекторы, оснащенные электронагревательными элементами открытого и закрытого типа.

1. Приборы с нагревателями открытого типа оборудуются механическим регулятором температуры и отличаются низкой стоимостью, простотой управления и быстрым нагревом корпуса. Однако степень их электрозащищенности не превышает IP21.
2. Приборы с нагревателями закрытого типа более дорогие, имеют ряд предустановленных рабочих программ и дополнительных опций и оснащаются электронным термостатом. Для них характерно малое энергопотребление и повышенная степень электрозащиты (IP24).

Выбирать тип электроконвектора следует, исходя из характеристик отапливаемого помещения.

Устройство, достоинства и недостатки

По своей конструкции все нагревательные ТЭНы для воды представляют собой герметично закрытую трубку с нихромной спиралью внутри. Электрический ток нагревает спираль, от нее тепло передается трубке, которая контактирует с жидкостью. Для изоляции спираль внутри трубки помещена в специальный диэлектрический состав, устойчивый к высокой температуре.

Преимуществ больше, чем недостатков. Из положительных качеств выделяют такие:

• много типоразмеров;
• высокий КПД;
• возможность дополнительно оснастить нагревательный элемент терморегулятором;
• электротехническая безопасность при соблюдении элементарных правил эксплуатации.

Как устроен трубчатый электронагреватель

Конструктивно термонагреватель представляет собой спираль из проводника с высоким удельным сопротивлением, свитым в спираль. Спираль помещается в металлическую или керамическую трубку той или иной формы, а свободное пространство внутри трубки заполняется специальной теплопроводной массой.

Как устроен ТЭН электрический

Эта масса служит не только для передачи тепла от спирали к трубке, но для и защиты самой спирали от окружающей среды, а также для электроизоляции. В отличие от открытой конструкции, когда токопроводящий материал открыт, такое устройство обеспечивает удобную и безопасную эксплуатацию нагревателя.

В отличие от приборов открытого типа (справа) трубчатые термоэлектронагреватели удобнее и безопаснее

Кроме того, трубчатая конструкция позволяет работать нагревателю непосредственно в агрессивных и токопроводящих средах, к примеру в воде.

Материал трубчатых электронагревателей

Для изготовления нагревателей трубчатого типа сегодня используются самые различные и современные материалы. Сама спираль, как и прежде, изготавливается из материалов с высоким электрическим сопротивлением (нихром, константан, вольфрам и пр.), а вот материал корпуса (теплопередающей трубки) может быть самым различным. Сегодня в вашем распоряжении есть три типа нагревателей:

• металлические;
• керамические;
• комбинированные.

Алюминий. Он используется в относительно недорогих водяных нагревателях. Относительно недорогой материал, не боится коррозии, легко обрабатывается. Поскольку ТЭН работает в воде, низкая температура плавления алюминия не является существенной. Единственный недостаток таких нагревателей — их низкая механическая прочность и, как следствие, высокая взрывоопасность. Если вы, к примеру, включите бытовой кипятильник, изготовленный из алюминия, на воздухе, то он взорвется в прямом смысле слова. То же самое произойдет и при выкипании воды в том же электрочайнике.

Сплавы стали. Сталь намного прочнее алюминия и взорвать такой нагреватель гораздо сложнее. Но железо плохо обрабатывается и, самое главное, подвержено коррозии. Тем не менее в воздушных ТЭНах сплавы железа работают весьма успешно. Для водяных нагревателей обычное железо, конечно, не подходит. Исключение может составлять лишь нержавеющая сталь.

Сплавы меди. Медь — отличный теплопроводник и используется для изготовления ТЭНов достаточно широко. Ее используют чаще всего для изготовления воздушных оребренных устройств, хотя существуют и обычные трубчатые электронагреватели для воздуха и даже воды.

Керамика. Исключительно прочный материал, не боящийся коррозии. Использование керамики ограничивает лишь относительно высокая сложность и стоимость изготовления. Но несмотря на это, керамические приборы существуют и успешно используются в приборах высоких классов и надежности.

Композитные нагревательные элементы

Трубчатые нагревательные элементы

Трубчатые элементы обычно состоят из тонкой нихромовой катушки или резистивного к нагреву сплава в виде проволоки, которая находится в металлической трубке (из нержавеющих сплавов, таких как Инколой, или медь) и с порошковой изоляцией(окись магния).

Для поддержания постоянной влажности в гигроскопическом изоляторе, концы оснащены изоляционным материалом, например из керамики или силиконового каучука или их комбинации. Труба протягивается через фильеру для сжатия порошка и максимальной теплопередачи. Они могут быть прямые(как в тостере), или с изогнутой формой чтобы охватывать нагреваемое пространство(например, в электрических печах и кофеварке).

Полимерные нагревательные элементы

Резистивные нагреватели могут быть изготовлены из проводящих ток резиновых ПТК материалов, где сопротивление снижается по мере увеличения температуры. Такой обогреватель будет вырабатывать высокую мощность для обогрева воды когда она холодная и постоянно поддерживать нужную температуру.

В связи с уменьшающимся удельным сопротивлением нагревателя, такой тэн никогда не сможет произвести больше тепла чем необходимо. Нагреваясь до определенной температуры ПТК материалы выступают в качестве электрического изолятора и не пропускают ток, после чего естественно прекращают нагреваться. Температура может быть выбрана в процессе производства, типичные температуры составляют между 0 и 80 °C (от 32 до 176 °Ф).

Таким образом тэн изготовленный из полимерных материалов является саморегулирующимся. Это означает что он самостоятельно поддерживает постоянную температуру без необходимости регулирования электроникой. Самоограничение подразумевает что нагреватель не способен превысить определенную температуру и не требует применения защиты от перегрева.



Категории ТЭНов по типу контакта с жидкостью

Внутри ТЭНа для нагревания воды герметично запаяна нихромовая спираль, а пространство между ней и внешними стенками заполнено кварцевым песком. Внешняя трубка может быть выполнена из меди, углеродистой или нержавеющей стали.

Открытые ТЭНы контактируют непосредственно с водой. Их главным преимуществом является высокая скорость нагрева жидкости и небольшая стоимость, но имеются и значительные недостатки:

• ограниченный срок службы;
• быстрое образование известкового налета;
• высокое потребление электроэнергии;
• небезопасность.

Закрытые не контактируют с водой. ТЭН защищен прочной колбой. Его преимущества:

• снижена вероятность электрического замыкания;
• легко ремонтировать и обслуживать;
• долго служат – втрое дольше открытых нагревательных элементов;
• потребляют значительно меньше электроэнергии, чем ТЭНы открытого типа.

Важных недостатков два: высокая цена и медленный нагрев воды.