ТЕН-ове за отопление: видове, принцип на действие, правила за избор на оборудване

Електрическите ТЕН от десетилетия не променят своята конструкция и остават търсени в отоплителното оборудване. Формата на тези уреди, конструктивните материали се променят, но принципът на действие и ефективността остават непроменени. За компетентен подбор ще са полезни сведения за разликите и характеристиките. Съгласни ли сте?

Ще научите какво представляват и как действат ТЕН за отопление. Ние подробно описахме разновидностите на нагревателните елементи, представихме безспорни аргументи за обоснован избор на оптималния тип. Като вземете предвид нашите препоръки, без грешки ще закупите необходимия уред.

Предназначение на отоплителните ТЕН

Електрическите ТЕН придобиха популярност благодарение на своята универсалност и висок КПД. Цялата консумирана от тях електроенергия се използва по предназначение – за отопление на околното пространство.

Основните отоплителни уреди, в които се използват ТЕН, са:

1. Преносими и стационарни маслени електрообогреватели.
2. Водни радиатори за отопление.
3. Сушители за кърпи за баня.
4. Електрокамини.
5. Електроконвектори.
6. Електрически котли.

Посоченото оборудване може да се използва като основен или допълнителен източник на отопление. То струва не скъпо, лесно се монтира и не изисква специални умения при експлоатация.

Да свържете ТЕН към чугунен радиатор за централно отопление може след отделяне на общия щранг. Такъв уред може да се използва за основно и допълнително отопление.

Вътрешно устройство на електрическите нагреватели

Устройството е удобно да се разгледа на примера на тръбен модел. Електрическият нагревател представлява запълнена с топлопроводник керамична или метална тръба с разположена вътре спирала. На мястото на фиксиране на тръбата към фланеца се намират изолиращи втулки, които правят невъзможен контакта на токопроводящата спирала с корпуса на ТЕН.

В повечето модели ТЕНОве се използват аналогични компоненти, но тяхната издръжливост може да се различава в зависимост от качеството на сглобяване

Електронагревателят се закрепва предимно с фланцово съединение, което позволява да се херметизира вътрешната среда на отоплителния уред от външното пространство. Недостатък на тази конструкция е невъзможността за смяна на спиралата при нейното вътрешно прегаряне.

Принцип на работа на нагревателните елементи

ТЕНът работи по следния принцип. При включване в мрежата се нагрява вътрешната спирала и се предава енергия на термопроводника и на външната обвивка. Впоследствие топлината се предава на околната течност, въздух или твърд материал.

При нагряване на ТЕНа, потопен в масло или вода, около тръбата се създават конвекционни потоци, които размесват топлоносителя и способстват за равномерното му нагряване.

Електрическите котли са известни със своята надеждност и ремонтопригодност. В тях няма много сложни части, поради което са лесни за експлоатация и поддръжка

В безтечни отоплителни уреди температурата на нагряване обикновено е ограничена, за да не се повредят околните части и да не се предизвика пожар.

За ускоряване на топлообмена в тях често се използва вентилатор, който осигурява циркулация на въздуха както вътре в уреда, така и в околното помещение.

Видове ТЕН за отоплителни уреди

Простотата на изработка на ТЕНОве не винаги се обръща в удобство за потребителите. Много производители пускат електронагреватели със специфична форма и закрепване. В случай на повреда е доста трудно да се купят в магазина. Затова за правилен избор е необходимо да се проучат всички възможни конструктивни варианти.

Тръбни модели за битово отопление

Тръбната конструкция на електронагревателите е най-разпространена в мобилните маслени нагреватели, преносимите и стенните електрически радиатори. Преносът на топлина в тях може да се осъществява чрез: конвекция, инфрачервено лъчение или топлопроводимост.

Готови ТЕНОве с регулатор и собствен захранващ кабел могат да се купуват само при увереност, че дължината на кабела ще бъде достатъчна

Формата и дължината на тръбата в такива устройства може да бъде всякаква и се определя само от конструктивните особености. Например, ТЕН на микатермичен нагревател представлява намотка, разположена зад минерална плоча. При нагряване плочата излъчва инфрачервена топлина.

Най-разпространени са следните му характеристики:

• диаметър – 5-18 мм;
• дължина – 200-6000 мм;
• материал на обвивката – стомана, неръждаема стомана, керамика, мед;
• мощност – 0,3-2,5 kW.

ТЕН-ове с мощност над 2,5 kW не се използват в битови отоплителни уреди, защото квартирното окабеляване просто няма да издържи на по-голямо натоварване.

Оребрен вариант на електрическите нагреватели

Оребрените уреди представляват модификация на тръбния ТЕН. Тяхната особеност е наличието на множество тънки стоманени пластини, разположени по цялата дължина на устройството. Такава конструкция рязко увеличава площта на контакт с околната среда, осигурявайки висока скорост на нейното нагряване.

Оребрените ТЕН-ове са по-скъпи, изискват по-голям обем на работното пространство, но осигуряват по-високи потребителски характеристики на отоплителното оборудване

Оребрените модели се използват предимно в нагреватели за въздушно отопление. Те осигуряват бързо повишаване на температурата в помещението, особено при наличие на вграден вентилатор.

Блокови конструкции на ТЕН

Блоковият вариант представлява няколко тръбни нагревателя, съвместени на базата на едно единно закрепване.

Особено внимание при избора на блокови ТЕН-ове трябва да се обърне на тяхната мощност и способността на котела с помпа да осигури отвеждане на топлината

Такава конструкция се използва при съчетание на два фактора:

1. Необходимост от повишена мощност на уреда и висока скорост на нагряване на работната среда.
2. Невъзможност за бързо предаване на топлинна енергия от спиралата към околната среда поради малката площ на външната обвивка.

Фактически в блоковия ТЕН се намалява натоварването върху всяка нагревателна тръба и се увеличава скоростта на топлопреминаване. Такива устройства влизат в състава на битови отоплителни котли и промишлени електронагревателни инсталации.

Мощността на блоковите модели може да бъде 5-10 kW, затова при тяхното разполагане в апартамента е необходимо да се положи в помещението допълнителен електрически кабел.

Уреди от патронен тип

Патронните ТЕН-ове имат вид на тръба с един свободен край, което се дължи на особеността на тяхното монтиране. Външната обвивка обикновено е изработена от полирана стомана, за да осигурява максимален контакт с околния материал. Такива тръби се вкарват плътно в съответния отвор на отоплителния уред.

Основният недостатък на патронните ТЕН-ове е малката площ на топлоотдаващата повърхност, което изисква прилагането на специфични начини за отвеждане на топлинната енергия

Фиксацията на патронните модели се извършва предимно с помощта на фланцово съединение. Те се използват обикновено в промишлеността за нагряване на работните части на екструдерите.

Съществуват и други конструкционни видове ТЕН-ове, но те се използват основно в промишленото производство и не засягат разглежданата тема.

Допълнителни функции на електрическите нагреватели

По-горе бяха разгледани най-простите конструкции на уреди, които нямат никакви вградени регулиращи механизми.

Блокът за терморегулация може да има механична или електронна автоматика. Последната е по-точна, но е взискателна към параметрите на домашната електропреносна мрежа.

Но електрическите водонагреватели могат да бъдат оборудвани с най-проста автоматика, която осигурява на уреда допълнителни функции.

Към тях спадат:

1. Терморегулация. ТЕН-овете с вграден терморегулатор за отопление имат температурен датчик, който се задейства при нагряване на работната среда до определено ниво. Регулирането на електрическия нагревател става от външната страна на фланеца.
2. Предпазване от замръзване. Тази функция се осигурява от опростен терморегулатор, който се задейства само при понижаване на температурата до 0-2°C. Тя предотвратява замръзването на водата в отоплителните тръби, като консумира минимум електроенергия.
3. Турбонагряване, което осигурява форсирано нагряване на работната среда при първоначално пускане на оборудването. Необходимо е да се помни, че електропроводката на помещението трябва да издържи краткотрайно повишаване на мощността.

Уредите, които поддържат допълнителни функции, не са толкова много, защото често регулирането на работата на отоплителните уреди като цяло се осъществява чрез отделен блок за автоматика.

Как да изберете ТЕН за отоплително оборудване?

Когато избирате ТЕН за подмяна в водонагревател или в радиатор, е необходимо да обръщате внимание на неговата мощност, конструкция, дължина на тръбата и наличие на допълнителни възможности. Ето защо преди покупката е необходимо да научите колкото се може повече за всички негови характеристики.

Изчисляване на мощността на уреда

Голямата мощност на ТЕН-а не винаги е положително качество.

При избора е важно да се вземат предвид няколко фактора, които са свързани с нивото на енергопотребление:

• пределната мощност на топлоотдаване на отоплителния уред като цяло;
• възможностите на електропроводката;
• обемът на помещението.

Не трябва да купувате устройство с мощност, която е по-голяма от 75% от максималното ниво на топлоотдаване на отоплителното оборудване.

Например, има радиатор с 10 секции, всяка от които отдава на въздуха 150 W топлина, общо 1,5 kW. При инсталиране в него на електрически нагревател с мощност 2 kW, повърхността на радиатора няма да може бързо да отдаде цялата образуваща се енергия. В резултат на това ТЕН-ът постоянно ще се изключва поради прегряване.

Причина за бърза повреда на ТЕН-а може да бъде неправилният избор на мощност на уреда. В резултат на системно прегряване на спиралата, тя с времето прегаря.

В апартаменти с износена електрическа инсталация постоянното натоварване на контакта не трябва да надвишава 1,5-2 kW, в противен случай той може да се запали и доведе до тъжни последствия. Затова преди закупуването на нагревателния елемент е необходимо да се провери състоянието на инсталацията и при необходимост да се демонтира старата и да се постави нова електрическа мрежа.

След като въпросът с електрическата инсталация и възможностите на оборудването е решен, може да се пристъпи към изчисляване на необходимата мощност за поддържане на комфортна температура в помещението.

В добре изолирани къщи и апартаменти ще бъде достатъчно ниво от 40 W/m³. А при наличие на процепи в прозорците мощността на отопление трябва да бъде увеличена до 60-80 W/m³. Конкретен модел може да бъде закупен само след отчитане на всички гореописани енергийни фактори.

Отчитане на особеностите на конструкцията

Повечето нагревателни елементи за отопление имат обвивка от легирана стомана, която осигурява здравина и устойчивост на корозия. Медните устройства се използват предимно в бойлери за вода, въпреки че няма ограничения за използването им в самоделни радиатори.

В чугунени и стоманени радиатори използването на нагревателни елементи от цветни метали е нежелателно. Това може да доведе до ускорено износване на материалите и съединенията.

Също така при избора е необходимо да се вземе предвид посоката на резбата на тапата, която може да бъде дясна или лява. Различните модели електрически нагреватели се различават и по диаметър на фланците. Те могат да имат размер от 0,5 до 1,25 инча.

Обикновено към нагревателен елемент от добър производител се прилага кратка инструкция, в която се описват неговите конструкционни параметри. Тяхното изучаване ще помогне да се закупи устройство, което точно ще пасне на съществуващото отоплително оборудване.

Дължина на нагревателната тръба

Дължината на тръбичката е една от основните характеристики, които определят ефективността на работа на устройството.

По-голямата ѝ дължина при еднаква мощност води до увеличаване на повърхностната площ на електрическия нагревател и ускоряване на топлообмена с работната среда. Това се отразява положително на дълготрайността на нагревателния елемент и скоростта на циркулация на топлоносителя.

Нагревателните елементи с дълга тръбичка са идеални за монтаж в самоделни регистри, с които удобно да се отопляват големи помещения и стопански постройки

Желателно е тръбичката да преминава по цялата дължина на работната зона на отоплителния уред, без да достига до противоположната стена на 6-10 см. Тази препоръка ще позволи бързо и равномерно нагряване на топлоносителя.

Наличие на допълнителна функционалност

Не винаги е необходимо да се надплаща за допълнителните възможности на нагревателните елементи. Ако отоплителният уред се използва като спомагателен и няма собствена вградена автоматика, то закупуването на модел с термостат има смисъл.

Но ако в радиатора или електроконвектора има собствени термодатчици и механизми за контрол на температурата, допълнителните функции ще останат неизползвани.

Вградената в капачката на ТЕН-а електроника трябва да има предпазни механизми, така че в случай на повреда на контролната платка да не възникне пожар

Поради това закупуването на скъпи електрически нагреватели с вградена автоматика се препоръчва само при явна необходимост от такова оборудване. При необходимост от индивидуален подбор на температурния фон е по-добре да купите терморегулатор за контакт, който може да се използва периодично.

Що се отнася до производителите на ТЕН-ове, техният избор не е принципиален. Основните доставчици са фирми от Русия, Украйна, Турция и Италия. Качеството на тяхната продукция е приблизително еднакво, така че няма смисъл да се надплаща за марка.

Изводи и полезно видео по темата

Видео #1. Практически преглед на ТЕН-ове от различни типове:

Видео #2. Преглед на ТЕН с терморегулатор:

Видео #3. Особености на блоковия ТЕН, използван в отоплителните електрически котела за отопление:

Покупката на ТЕН за отоплителни уреди е трудна задача. За това се изисква ясно да се знаят характеристиките на оборудването, в което се вгражда електрическият нагревател. Поради това трябва да спрете избора си на конкретен модел само след внимателен анализ на неговите параметри.

Пишете, моля, коментари, задавайте въпроси, публикувайте снимки по темата на статията в блока по-долу. Разкажете за това, как сте избрали ТЕН за замяна в електрически котел или в мобилен нагревател. Споделете какво лично за вас е станало решаващият аргумент в избора.