ТЭН (трубчатый электронагреватель) представляет собой устройство для обеспечения нагрева рабочей среды до средних температур. Это тонкостенная металлическая, керамическая либо стеклянная трубка, внутри которой по центру располагается спираль или нить нагревания. Как правило, спираль или нить изготовлены из нихромовых сплавов, что обеспечивает долговечность устройства и нагревание среды до достаточно высоких температур в равномерном режиме.
На концах ТЭНа имеются специальные контактные стержни, которые подключаются к электрической сети.
Какие бывают ТЭНы для отопления
Устройства можно разделить на несколько типов – все зависит от варианта классификации:
- воздушные, водные – по видам рабочих сред;
- ленточные, трубчатые, а также оребренные и стержневого типа – по виду нагреваемых поверхностей;
- для отопительных котлов, бойлеров, электрических плит, радиаторов отопления – по вариантам применения.
Некоторые виды оснащаются терморегулирующими устройствами, датчиками автоматического выключения в случае перегревания.
ТЭНы для отопления можно подбирать по оптимальной мощности для того или иного случая.
Монтаж отопительных установок производится вне зависимости от того, как будет применяться электронагреватель (внутри отопительного котла, в инфракрасных обогревателях). Использовать их можно для отопления гаражей и подсобных помещений.
Двухтрубная система с нижней разводкой
Далее мы будем рассматривать двухтрубные системы, отличающиеся тем, что они обеспечивают равномерное распределение тепла даже по самым большим домовладениям с множеством комнат. Именно двухтрубная система используется для обогрева многоэтажных домов, в которых очень много квартир и нежилых помещений – здесь такая схема работает великолепно. Мы же будем рассматривать схемы для частных домов.
Двухтрубная система отопления с нижней разводкой.
Двухтрубная система отопления состоит из подающей и обратной труб. Между ними устанавливаются радиаторы – вход радиатора подключается к подающей трубе, а выход – к обратной. Что это дает?
- Равномерное распределение тепла по помещениям.
- Возможность регулировки температуры в помещениях путем полного или частичного перекрывания отдельных радиаторов.
- Возможность обогрева многоэтажных частных домов.
Существуют две основные разновидности двухтрубных систем – с нижней и верхней разводкой. Для начала мы рассмотрим двухтрубную систему с нижней разводкой.
Нижняя разводка используется во многих частных домах, так как позволяет сделать отопление менее видимым. Подающая и обратные трубы проходят здесь рядом друг с другом, под батареями или даже в полах. Удаление воздуха осуществляется через специальные краны Маевского. Схемы отопления в частном доме из полипропилена чаще всего предусматривают именно такую разводку.
Достоинства и недостатки двухтрубной системы с нижней разводкой
При монтаже отопления с нижней разводкой мы можем спрятать трубы в полу.
Давайте посмотрим, какими положительными чертами обладают двухтрубные системы с нижней разводкой.
- Возможность маскировки труб.
- Возможность использования радиаторов с нижним подключением – это несколько упрощает монтаж.
- Минимизируются тепловые потери.
Возможность хотя бы частично сделать отопление менее видимым привлекает многих людей. В случае с нижней разводкой мы получаем две параллельные трубы, идущие вровень с полом. При желании их можно завести под полы, предусмотрев эту возможность еще на этапе проектирования системы отопления и разработки проекта строительства частного дома.
Если использовать радиаторы с нижним подключением, появляется возможность почти полностью спрятать все трубы в полах – подключение радиаторов выполняется здесь с помощью специальных узлов.
Что касается недостатков, то они заключаются в необходимости регулярного ручного удаления воздуха и необходимости использования циркуляционного насоса.
Особенности монтажа двухтрубной системы с нижней разводкой
Пластиковый крепеж для труб отопления разного диаметра.
Для того чтобы смонтировать систему отопления по данной схеме, необходимо проложить по дому подающую и обратную трубы. Для этих целей в продаже есть специальный пластиковый крепеж. Если используются радиаторы с боковым подключением, делаем отвод от подающей трубы к верхнему боковому отверстию, а забираем теплоноситель через нижнее боковое отверстие, направляя его в обратную трубу. Рядом с каждым радиатором ставим спускники воздуха. Котел в такой схеме устанавливается в самой нижней точке.
Здесь используется диагональное подключение радиаторов, что увеличивает их теплоотдачу. Нижнее подключение радиаторов уменьшает тепловую мощность.
Такая схема чаще всего делается замкнутой, с использованием герметичного расширительного бака. Давление в системе создается с помощью циркуляционного насоса. Если нужно обогреть двухэтажный частный дом, прокладываем трубы на верхнем и нижнем этажах, после чего создаем параллельное подключение обоих этажей к отопительному котлу.
Предназначение ТЭНов для отопления
Устройства получили широкое распространение благодаря высокому коэффициенту полезного действия. К основным приборам для отопления, в которых применяются ТЭНы, можно отнести:
- электрические обогреватели масляного типа – как стационарные, так и мобильные;
- отопительные радиаторы водного типа;
- сушилки для полотенец;
- электрические камины;
- электрические конвекторы;
- электрокотлы.
Несмотря на то, что при эксплуатации нужно соблюдать определенные правила, каких-то особых навыков для установки данных нагревательных отопительных приборов не предусмотрено.
Принципы работы нагревательных элементов для отопления
Практически все ТЭНы функционируют по одному принципу. Во время подключения элемента к электросети осуществляется нагрев спирали или нити за счет теплового действия электрического тока. Между спиралью и внутренней стенкой трубки имеется специальное токоизолирующее вещество, которое хорошо проводит тепловую энергию, поэтому сначала тепло от спирали или нити передается этому веществу, от него – на корпус трубки, а затем – теплоносителю.
Если речь идет об использовании жидких теплоносителей (масла или воды), то вокруг трубки формируются конвекционные потоки, перемешивающие теплоноситель и способствующие его равномерному прогреванию.
Отопительные электрокотлы отличаются надежностью, ремонтопригодностью. Они не содержат большого количества сложных элементов, поэтому просты в повседневной эксплуатации.
Безжидкостные отопительные приборы обычно имеют ограничение по температуре нагрева. Это нужно для того, чтобы теплоэнергия не повредила устройство и не привела к возгоранию. Кроме того, в таких приборах часто устанавливают встроенные вентиляторы, которые обеспечивают конвекционное перемешивание теплых и холодных воздушных потоков, ускоряя отопительный процесс.
Тепловой аккумулятор
Устройство служит для организации экономного отопления, прогревается в период минимальной цены за электроэнергию, обычно ночью, и отдает тепло при отключении нагрева днем. Вот вам ответ на вопрос, как отопить дом электричеством недорого.
Схема подключения теплового аккумулятора к системе отопления в доме.
Особенности изготовления
Представляет собой бак с водой, покрытый теплоизоляционным материалом. Иногда вместо воды используют парафин, но такие аккумуляторы дороже и прогреваются до меньшей температуры, хотя запасают больше тепла.
Принцип работы
При работе системы отопления вода в баке прогревается. Иногда напрямую, иногда через проходящий сквозь бак радиатор. При отключении обогрева, тепло, накопленное в баке, согревает батареи. Самый простой способ, когда вода из бака непосредственно поступает в радиаторы. Для более дорогих моделей предусмотрена автоматика, которая подключает воду внутри бака к системе отопления только после того, как согреются батареи. Это сделано для того, чтобы быстрее согреть их, и, как следствие, квартиру.
Тепловой аккумулятор своими руками
Тепловой аккумулятор устроен очень просто, поэтому сделать его своими руками несложно. Для этого необходимы:
- Емкость, которая герметично закрывается. Можно использовать металлическую бочку.
- Два фитинга для металопластикового водопровода. Фитинги нужны с наружной резьбой на одном конце.
- Два вентиля. Если приобрести вентиля со встроенными фитингами, то отдельно их покупать не нужно.
- Кран Маевского для сброса воздуха. Если предполагается использовать аккумулятор в качестве бойлера, то кран Маевского не ставится. Вместо него нужны ещё два вентиля, два фитинга и резьбы с гайками для закрепления вентилей на бочке.
Теплоизоляционный материал, достаточный для изоляции бочки.
Сам процесс состоит из нескольких этапов:
- В бочке прорезаются отверстия для фитингов и крана Маевского, два в самой верхней и в одно в самой нижней части.
- В отверстия вставляют фитинги и закрепляют их.
- В самое верхнее отверстие вставляют кран Маевского и тоже закрепляют.
- На фитинги накручивают вентиля, к ним подключают трубы – от котла и холодную воду снизу, к батареям и выход горячей воды – сверху.
- Обматывают бочку теплоизолятором.
- При заполнении системы водой воздух выпускают через кран Маевского или горячую воду в душе.
ТЭНы для нагрева водных сред
Такие виды нагревателей наиболее часто встречаются в отопительных приборах. Это автоклавы, бойлеры, масляные и водные радиаторы. Как правило, температура нагревания здесь ограничивается 90 градусами по Цельсию. Очень редко встречаются модели, допускающие нагрев воды до 100 градусов.
Если есть необходимость в повышении мощности отопительного прибора, то внутри него устанавливают блочные ТЭНы. Однако не всегда оборудование может работать от стандартных бытовых электросетей.
Чтобы влага не попадала внутрь устройства, нагреватель с торцов подвергают гидроизоляции. При этом стержни для электрических контактов дополнительно окружают плотными изолирующими оболочками, произведенными из электроизолирующего вещества.
Плюсы и минусы обогрева дома электричеством
Отопление частного дома электрическим котлом обладает массой неоспоримых преимуществ:
- Легкость и простота выполнения монтажных работ.
- Для установки системы не требуется применение сложного и дорогостоящего инструмента. Сделать электроотопление в собственном доме можно самостоятельно. Оборудование не обладает большими габаритами, монтируется с минимальными затратами, а уже использующееся оборудование можно легко перевозить и переносить в разные комнаты. Не требуется устройство отдельной котельной и дымохода.
- Безопасность.
- При работе электроотопительных систем не образуется вредных выбросов по причине полного отсутствия продуктов сгорания. Ни материалы, ни оборудование не содержат никаких вредных веществ.
- Низкие затраты.
- Нет нужды в подготовке и разработке проектной документации, приглашения специальных служб, не требуются разрешительные документы.
- Бесшумная и надежная работа.
- Правильно сделанное электроотопление не нуждается в каком-либо обслуживании сторонними специалистами. Оборудование отличается бесшумностью работы в связи с отсутствием циркуляционного насоса и вентилятора.
- Простота эксплуатации.
- В системе отсутствуют быстро изнашивающиеся элементы, не нужно следить за уровнем топлива и датчиками давления.
- Высокий КПД.
- Возможность быстро отопить и прогреть дом даже во время самых сильных морозов. Система снабжена специальным оборудованием, при помощи которого регулируется температура в каждом помещении, что также позволяет оптимизировать затраты в отопительный сезон.
Недостатки:
- Значительный расход электроэнергии.
- Это является основным недостатком, так как стоимость электроэнергии достаточно высока. В некоторых районах такой способ обогрева жилища может быть абсолютно нецелесообразным и невыгодным.
- Зависимость от подачи энергии извне.
- Если по какой-либо причине электричество будет отключено, то отопление будет невозможным.
- Подверженность колебаниям напряжения в сети.
Это зачастую характерно для сельской местности. Проблема решается приобретением генератора, однако при этом существенно возрастут и расходы.
Каждый из рассмотренных типов электроотопления обладает своими преимуществами и недостатками, которые обязательно следует учесть, если вы хотите устроить хорошую систему обогрева собственного дома. В любом случае, об утеплении дома следует задуматься еще на этапе проектирования, так как от этого в немалой степени зависят эффективность и экономичность отопления посредством электричества.
ТЭНы гибкой конструкции
Гибкие ТЭНы в большинстве случаев используются в горячеканальных системах. Они удобны тем, что их можно изгибать. Обеспечивается как равномерное прогревание рабочей среды, так и оптимизация внутреннего расположения нагревателя внутри прибора.
Промышленность выпускает много типоразмеров гибких нагревателей, которые при сборке конкретного электроприбора укладываются внутри специальной канавки. Заслуживают внимания ТЭНы отопления, которые предназначены для систем теплого пола. Они имеют второе название – греющие кабели. Подвид греющего кабеля – саморегулирующийся кабель.
Трубчатые ТЭНы для радиаторов отопления
В собранном виде ТЭНы, оборудованные регуляторными устройствами, рекомендуется покупать только в случае, если есть полная уверенность в том, что шнур имеет необходимую длину.
По форме и длине данная разновидность трубчатых отопительных нагревателей может различаться. Все будет зависеть от конструктивных особенностей устройства, для которого предназначается ТЭН. Наиболее распространенные технические характеристики для них:
- диаметр трубки – от 5 до 18 мм;
- длина трубки может варьироваться от 200 до 6 000 мм;
- материалы изготовления трубки – различные виды стали, включая нержавейку, а также медь и керамика;
- мощность – от 0.3 до 2.5 кВт.
Существуют и более мощные отопительные ТЭНы, но они не устанавливаются в бытовые аппараты для отопления, т.к. домашняя электрическая проводка не рассчитана на высокие нагрузки.
