Устройство и схемы подключения ТЭН


Что представляют собой электротены

Сейчас популярностью пользуются трубчатые электротены для отопления, которые состоят из одной или сразу нескольких нихромных спиралей, находящихся в металлической оболочке. Между спиралью и оболочкой укладывают перикласт – этот материал обладает прекрасными изоляционными качествами.

тен в батарею отопления

Современные устройства имеют нагревательные элементы, которые обладают хорошей прочностью и в то же время могут изменить свои размеры и форму под воздействием высоких температур. При этом ТЕНы не меняют своих технических характеристик. Эти электронагревательные элементы используются при производстве не только отопительного оборудования для бытовых целей, но и различных промышленных приборов. ТЕНы в промышленных устройствах должны иметь высокую мощность. Любой трубчатый элемент, независимо от его типа, имеет долгий срок службы.


Сегодня существует несколько видов ТЕНов, которые выпускают производители электронагревательного оборудования. Прежде всего, они отличаются способом изготовления, но также имеют и другие особенности. Производители учитывают потребности и интересы потребителей: одни нагревательные приборы выпускаются в большом количестве, а другие – в малом. Нагревательное оборудование, выпускаемое небольшим тиражом, как правило, используется в отопительных системах, которые имеют определенные особенности. Соответственно, электронагревательные элементы в таких устройствах стоят дороже.

Отопительные котлы на базе ТЭНа

Устройство и схемы подключения ТЭН

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.

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.

тены в радиаторы отопления
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.

Оребренные электронагреватели трубчатого типа

Оребренные нагреватели тоже относятся к трубчатому типу элементов, но имеют еще и ребра, которые расположены в перпендикулярных плоскостях к оси трубки обогревателя. Изготавливают такие ребра из металлической ленты, а прикрепляют их к трубке с помощью шайб и гаек прижимного типа. Самое же устройство производят из нержавейки или конструкционной стали.

электрический тен для отопления
Такой тип ТЕНов используют в приборах для отопления, которые осуществляют нагрев воздуха или газа. Часто они встречаются в таких приборах, как тепловые завесы или конвекторы (прочитайте: «Конвекторы отопления электрические: как выбрать — маленькие хитрости»). Их задействуют для обогрева помещений посредством тепловой воздушной массы.

Разновидности ТЭН-ов для водонагревателей

Для водонагревательной техники используют только 2 типа ТЭН-ов:


  • Открытые трубчатые электронагреватели – другое их название – мокрые. Они погружены в водную среду внутри бака и таким образом обеспечивают быстрый нагрев. К сожалению, по причине такого непосредственного контакта с водой ТЭН не только потребляет много энергии, но и быстро выходит из строя.
  • Закрытые трубчатые электронагреватели – их еще называют сухие. Они расположены в изолированной оболочке (напоминает колбу) и с водной средой напрямую не контактируют. Благодаря защите такой ТЭН менее подвержен агрессивному действию воды на металл, как результат срок службы у него более длинный. Но вот воду нагревает он медленнее, чем мокрый ТЭН.

Как выбрать ТЭНы для батарей и электрокотлов

Существует несколько основных критериев по выбору прибора.

Мощность

Когда выбирается мощность прибора, учитывается такие факторы:

Фото 5

  1. мощность теплоотдачи контура;
  2. состояние электропроводки;
  3. площадь отапливаемого строения.

Рекомендуется приобретать такой прибор, мощность которого меньше максимальной теплоотдачи системы отопления.

Несоблюдение этого условия приведет к постоянному отключению ТЭНа, что станет причиной его поломки.


В строениях со старой проводкой допустимая мощность прибора — 1,5-2 кВт. Использование более сильного прибора приведет к возгоранию розетки. Для безопасной эксплуатации нагревательного элемента проводку рекомендуется заменить на новую.

Справка! Для помещений с большой площадью рекомендуется выбирать более мощные приборы, чем для маленьких строений.

Тип электросети

Прибор до 3 кВт функционирует от обычной бытовой электросети 220 вольт. Для использования устройства с большей мощностью выполняют проводку трехфазной сети 380 вольт.

Технические характеристики

Фото 6

При выборе ТЭНа обращают внимание и на технические характеристики:

  • материал корпуса — металл, стойкий к образованию коррозии или керамика;
  • направление резьбы заглушки — правая или левая;
  • диаметр фланцев — от 0,5 до 1,25 дюйма;
  • длина — от 200 до 6000 мм.

Наличие термостата

Термостат — это прибор для автоматической регулировки мощности ТЭНа. Его отсутствие приводит к повышению расхода электроэнергии.

Патронные электрические нагреватели

Электрические нагреватели патронного типа не применяют в бытовых условиях для обогрева помещений. Они выступают в роли элемента пресс-формы при производстве каких-либо изделий, иными словами, являются частью промышленного оборудования.


электротены для отопления виды
Основное отличие данного типа электронагревателей – оболочка из стали нержавеющего типа. У патронного ТЭНа она максимально отшлифована. Это специально делают для того, чтобы нагреватель входил в форму, но при этом между трубкой и стенками оставался небольшой зазор. Вставляют его плотно, а стандартный зазор не превышает 0,02 миллиметра.

Электронагреватели с терморегулятором

ТЕНы для отопления с терморегулятором в настоящее время являются самыми распространенными. Их основным предназначением является нагрев жидкости. ТЕНы с термостатами устанавливают почти на все оборудование, которое используется для нагрева воды. Максимальная температура, до которой могут разогреть теплоноситель ТЭН для радиатора с терморегулятором – 80 градусов.

как выбрать тен в батарею отопления
ТЕН с терморегулятором изготавливают из никеле-хромовой проволоки. Находящаяся внутри трубки устройства с электрическим термостатом проволока заливается особым порошком сжатого типа, который представляет собой оксид магния и имеет прекрасные изоляционные свойства, но одновременно отличается высокой теплопроводностью. Можно встроить такой ТЕН в электрическую батарею отопления.

Как это работает

Конструкция устройства.

Независимо от того, из какого материала радиатор вы используете, есть возможность подогреть воду этим замечательным прибором.


  1. Современные тены для радиаторов отопления успешно работают в алюминиевых, чугунных и стальных нагревательных устройствах.
  2. Принцип действия этих трубчатых электрических нагревателей всем знакомом по бытовому кипятильнику. Внутри трубки спрятана спираль, нагревающаяся под действием тока.
  3. Корпус приспособления изготавливается из нержавеющей стали, затем методом гальванизации хромируется.
  4. Внутри трубка изолируется от спирали слоем оксида магния, делая тен для отопления безопасным для человека.
  5. Усиливает безопасность защитный кожух и термостат.

Обратите внимание! От перегрева прибор предохраняют два температурных датчика. Точную регулировку температуры обеспечивает капиллярный термостат.

Типы устройств

Устройство и схемы подключения ТЭН

Прибор, предназначенный для повышения эффективности отопительных котлов.


  1. Для водяного отопления. Прибор подогревает рабочую среду в водяном радиаторе. Эти электрические устройства монтируют самодельный котел, из которого затем тепло переносится по всей системе. Однако данный тип не предназначен для установки непосредственно в генератор тепла. Прибор изготовлен из углеродистой стали или титана, штуцер служит крепежной арматурой.
  2. Электрический аналог с терморегулятором. Это теновое отопление успешно работает в электроприборах, нагревающих воду. Выполнен он в виде трубки со спиралью из никелево-хромового сплава. Изолятором служит оксид магния. Максимальная температура, создаваемая устройством, достигает +80⁰.
  3. Устройства для электрических котлов. Они прилагаются в комплекте с нагревательным устройством и уже вмонтированы в него. В их задачу входит поддержание определенного уровня температуры между протапливанием.

Выпускаются и твердотопливные котлы с ТЭНом именно этой модели. Принцип действия прост и эффективен – как только заканчивается основное топливо, прибор в автоматическом режиме переключается на электропитание.

  1. Для бытовых нужд успешно применяются ТЭНы Аристон, хорошо функционирующие в котлах с водой. Для дома или гаража предлагаются две модели – прямая (для вертикальных бойлеров) и изогнутая (для горизонтальных). Мощность до 4 кВт позволяет подогревать воду до +80⁰, а термостат регулирует температурный режим.

Устройство и схемы подключения ТЭН

На фото работа гаражного устройства.

  1. Устройства для батарей (гаражный тип). Обычно выбор ограничен тремя разновидностями – патронными, воздушными и водяными. Патронный тип принято считать наиболее удачным вариантом.

Обратите внимание! В целях вашей безопасности инструкция настоятельно рекомендует четкое соблюдение правил при монтаже прибора в гаражах. Функции автоматического выключения и терморегулятор обязательны.

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.

электрические тены для отопления дома устройство
Наилучшим выходом из таких ситуаций является установка электрического отопительного оборудования, поскольку электросети есть практически везде.


новной 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.

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.

Устройство ТЭН

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.

Устройство внешних выводов ТЭН

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.

Оребренные трубчатые электрические нагреватели

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.

Включение ТЭН в розетку

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.

Параллельное включение ТЭН

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.

Последовательное включение электрических нагревателей

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.

Включение ТЭН через автоматический выключатель

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.

Включение ТЭН через двухполюсный автоматический выключатель

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:

Включение нагревателей с помощью дифавтомата

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.

Включение нагревателей с помощью УЗО

Особенность воздушных ТЭНов в том, что они могут быть представлены в любой произвольной форме. Для различного вида нагрева ТЭНы могут быть прямыми, изогнутыми в форме кольца или с несколькими изгибами.

Сфера применения воздушных ТЭНов:

  • в печах гриль, электроплитах и духовках;
  • в медицинском оборудовании;
  • в холодильном оборудовании;
  • в шкафах жаропрочных;
  • в сушильных камерах;
  • в саунах;
  • в тепловых завесах, тепловентиляторах и тепловых пушках.

ТЭНы воздушные электрические сегодня употребляются не только в производственной сфере, но и быту. Многофункциональность ТЭНов электрических обусловлена многообразием форм исполнения. Придать форму воздушному ТЭНу можно произвольную в любой плоскости.

Для удобства монтажа воздушные ТЭНы оснащены разной крепежной арматурой, подбор которой зависит от оборудования применения. Заказать воздушный ТЭН можно как прямой, так обусловленной формы, крепления на ТЭН также монтируются под заказ клиента.

ТЭН с оребрением применяют для нагрева наиболее часто. Отличительной особенностью оребренного ТЭНа является его уникальная конструкция, которая позволяет увеличить температуру нагрева на несколько градусов. Технически от обычного воздушного ТЭНа оребренный отличается специальной гофрированной лентой, намотанной по спирали вокруг трубки ТЭНа. Внутренняя конструкция оребренного ТЭНа идентична воздушному ТЭНу.


Использованные источники

  1. radiator-lammin.ru/otopitelnye-sistemy/elektricheskij-ten-dlya-otopleniya.html
  2. forumhouse.ru/threads/432172/
  3. sesaga.ru/ustrojstvo-i-sxemy-podklyucheniya-ten.html
  4. electro-nagrev.ru/catalog/promyshlennye_nagrevateli/teny-elektricheskie/teny-vozdushnye/
  5. forum.homedistiller.ru/index.php?topic=330569.0

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.