Трубчатые нагревательные элементы для бойлеров

Сравнение нагревателей «мокрого» и «сухого» типов

Несмотря на то, что «сухие» ТЭНы являются более современным типом нагревательных элементов, бойлеры с «мокрыми» элементами по-прежнему выпускаются производителями и находят своих покупателей. Потому что даже современному элементу присущи свои недостатки, а прежние модели не лишены достоинств.

Преимущества и недостатки «мокрых» нагревателей

Преимущества «мокрых» ТЭНов:

  • Начальная скорость разогревания. Тепло от нихромовой спирали быстро передается водяному объему.
  • Универсальность моделей. Для замены вышедшего из строя нагревателя иногда можно подобрать ТЭН другой марки.
  • Бойлеры с традиционными «мокрыми» нагревателями стоят дешевле.

Недостатки «мокрых» нагревателей:

Относительно малый срок службы. Основной причиной является образование накипи на внешней трубке ТЭНа. Как показывает практика, большинство мокрых моделей выходят из строя через 5 лет. А при использовании воды с химическим составом, благоприятным для накипи – и того меньше. Накипь разъедает материал трубки, и нагреватель выходит из строя.

Накипь на трубках «мокрого» ТЭНа

  • Второй недостаток частично связан с первым. Если «мокрый» нагреватель перестал работать, то заменить его не просто. Перед заменой обязательно нужно слить воду из бойлера. Для бойлеров с нестандартным расположением нагревателей нужно снять бак с креплений. Для герметизации при установке нового устройства понадобится и новая прокладка, так как старая наверняка будет повреждена при демонтаже.
  • Накипь не только разрушает корпус нагревателя, но и затрудняет теплообмен между ним и водой. Поэтому со временем ухудшается скорость нагрева всего объема воды, и весь бойлер потребляет больше электроэнергии.
  • Безопасность. Если вовремя не заменить разъеденный накипью нагревательный элемент, то возникает опасность поражения электрическим током.

Преимущества ТЭНов «сухого» типа

Основное отличие «сухих» моделей от «мокрых» – отсутствие контакта нагревательного элемента с водой. Это приводит к тому, что современные «сухие» нагреватели служат в три раза дольше, чем традиционные «мокрые»:

Поскольку нагревательный элемент расположен в изолированной от воды колбе, то никакая накипь на нем не образуется. Он работает в обычной воздушной среде, что положительно сказывается на общей длительности его работы. Ухудшения теплообмена из-за обрастания накипью также не происходит. Расход электроэнергии не меняется со временем.

Если все же «сухой» нагреватель вышел из строя, то его замена не требует особой квалификации и не сопряжена какими-либо проблемами. Для замены не требуется сливать воду из бойлера, и тем более не понадобится снимать с крепления сам бак. Нужно только открутить винты крепления ТЭНа к изолирующей колбе и вынуть неисправный элемент. При последующей установке нового элемента не понадобятся изолирующие прокладки или герметики.

«Сухой» нагреватель, демонтированный из колбы

  • Повышенная электробезопасность. Раз исключен контакт токопроводящих деталей с водой, то опасность поражения электротоком минимальна.
  • Бойлеры с «сухими» элементами начали выпускать не так давно. Поэтому все эти модели, как более современные, комплектуются специальными защитными устройствами: защита от включения при отсутствии воды; защита от перегрева; выключение при электрическом пробое элемента.

Недостатки нагревателей «сухого» типа

Даже продвинутые технологии не бывают совершенными. Оригинальность и удобство конструкции сопровождаются и отрицательными качествами:

  • Длительный начальный нагрев, обусловленный прохождением тепла от нагревательного элемента к стенкам колбы. Но для водонагревателей накопительного типа это не критично.
  • Практически не выпускаются бойлеры объемом до 50 литров с «сухими» элементами. Длинные прямые элементы не годятся для маломерных емкостей.
  • Мощность одного «сухого» нагревателя не превышает 1200 Вт. Но обычно бойлеры выпускаются с двумя элементами, которые могут работать как отдельно, так и в паре.
  • Отсутствие универсализации. Каждый «сухой» элемент соответствует конкретной модели бойлера. Поэтому при замене надо найти точно такой же.
  • Водонагреватели с сухими элементами стоят немного дороже

Водонагревательные устройства

Трубчатый электронагреватель — основной элемент конструкции бойлеров, благодаря которому обеспечивается нагрев воды в баке. В его работе использован общий для подобных устройств принцип — при прохождении электрического тока по нагревательному элементу выделяется тепло, которое передается рабочей среде.

Особенности конструкции

Трубчатые электронагреватели подразделяются на «мокрые», которые имеют контакт с рабочей средой, и «сухие», не соприкасающиеся с ней.

Первый вариант исполнения называется открытым и предусматривает в своей конструкции стальную или медную трубку, которая заполнена веществом с высокой теплопроводностью. Во внутренней части находится нихромовая спираль, обладающая отличными электротехническими свойствами.

Второй вариант — закрытый. В нем используется специальная колба с особыми свойствами. Она изготавливается из магниевого силиката или стеатита. В этом случае передача тепла рабочей среде осуществляется посредством этого кожуха, который имеет с ней непосредственный контакт.

Мокрые ТЭНы

Трубчатые электронагреватели этого типа различаются имеют различную конфигурацию и отличаются мощностью. В зависимости от конструкции они предусматривают гаечное или фланцевое крепление. Производители бойлеров могут использовать фланцы путем литья или штамповки.

Некоторые модели предусматривают крепление для анода. В более простых конструкциях анод не используется. Тип бака бойлера определяет форму трубчатого электронагревателя. ТЭН может быть прямым или гнутым под определенным углом. Материалом нагревательного элемента, как правило, служит сталь или медь.

Сухие ТЭНы

Конструкция представляет собой стержень определенной длины и диаметра. Это менее универсальные устройства, так как изготавливаются для определенной модели водонагревателя. Они обеспечивают быстрый нагрев воды и бесперебойной водоснабжение при возрастании водозабора.

Сравнение «мокрой» и «сухой» конструкций

При фланцевой установке контакт трубчатого электронагревателя с жидкостью неизбежен. В процессе эксплуатации на нем образуется накипь и ржавчина, что приводит к снижению эффективности работы прибора и увеличению потребления электроэнергии. Кроме того, нарушается теплоотвод от поверхности ТЭНа, что приводит к отклонению от нормы термических показателей. Совокупность этих факторов обуславливает быстрый износ устройства. Для увеличения срока службы выполняют мероприятия по сервисному обслуживанию, которые связаны с определенными трудностями, и требуют слива воды из бака.

Фланец и колба «сухого» ТЭНа представляет собой единую конструкцию. Благодаря специальному покрытию внутренней части фланца, обеспечивается надежная защита от развития коррозии и не допускается появление отложений. Для заполнения пространства между элементами устройства используется масло или песок. Масляный вариант обеспечивает высокую скорость нагрева воды в баке за счет большей теплопроводности масла по сравнению с воздухом. За счет этого снижаются затраты электроэнергии. Модели, в которых используется песок, облегчают конструкцию без снижения ее эффективности.

Безопасность эксплуатации «мокрых» трубчатых электронагревателей снижается по мере увеличения слоя отложений на нем. Накипь может стать причиной пробоя, вследствие которого возникает вероятность электрического удара. Закрытые модели исключают возникновение подобного явления. Керамика или стеклокерамика, используемая для изготовления колб, не создает условий для скопления отложений и не допускает перегрева устройства. При этом упрощается сервисное обслуживание ТЭНа, так как нет необходимости удалять воду из бака при выполнении этой операции.

Изделия сухого типа — компактные, поэтому имеется возможность установки в один бойлер двух нагревательных элементов. Это способствует увеличению надежности и срока эксплуатации водонагревателя, который составляет около 15 лет. При использовании «мокрых» нагревательных элементов срок службы не превышает 5 лет.

Обзор трубчатых нагревательных элементов (ТЭН)

Основным источником энергии для подавляющего большинства современных бытовых и промышленных установок, работа которых связана с прогревом различных видов веществ, является электричество

В свою очередь, функционирование таких устройств во многом зависит от одной не очень большой, но важной детали – трубчатого электронагревателя

Современный электронагревательный прибор трубчатого типа представляет собой спираль из нихрома, заключенную в металлическую оболочку, покрытую изоляционным материалом. На концы спирали крепятся специальные контактные стержни, служащие для подключения к источнику питания. В качестве дополнительных опций ТЭНы оснащают термостатами и предохранительными блоками. Принцип действия основывается на общеизвестном законе физики о преобразовании одного вида энергии в другой: благодаря ТЭНам бойлер преобразовывает электрическую энергию в тепловую.

Разновидности и сфера применения приборов

Сейчас выпускается очень много разных типов трубчатых электронагревателей. Не менее разнообразна и сфера их применения: от стиральных машин до промышленных бойлеров. Делая обзор трубчатых нагревательных элементов, можно выделить несколько основных разновидностей:

1. ТЭН с оребрением (ТЭНР) представляет собой изделие круглого сечения с 2 выведенными концами. К его поверхности плотно прилегает оребрение, изготовленное из стальной гофрированной ленты, навитой на оболочку по спирали. Трубчатые оребренные электронагреватели применяются в основном для подогрева воздуха в промышленных или бытовых конвекторах, калориферах и тепловых пушках. Значительно реже их используют для жидкостей. Описание воздушного ТЭНа такого типа говорит о том, что благодаря большей площади поверхности, ваттная нагрузка уменьшается почти в 2,5 раза. Примером данного ТЭНа является ВКС-Терм 45А13-60А13.

2. Патронный ТЭН (ТЭНП) – состоит из нихромовой спирали, заключенной в трубку из нержавеющей стали, заполненной электроизоляционным наполнителем. Контактные выводы в виде стержней или гибких проводов в термостойкой изоляции, расположены с одной стороны нагревателя. Такой тип наиболее распространен. Он используется в бытовых установках для разогрева литейных и пресс-форм, термоплит, масла, жира, воды. Отличается надежностью, экономичным потреблением электроэнергии и долговечностью. Однако стоимость его высока. Например, купить водяной патронный ТЭН-76-3-10/3.0 j 220 можно за 590-615 руб/шт.

3. Блоки ТЭН (ТЭНБ) представляют собой конструкцию из одного или нескольких нагревателей, закрепленных на одном фланце с помощью сварки или пайки. Масло, различные виды жидкостей, в том числе и с агрессивной средой, – чаще всего их подогрев производится посредством ТЭНов блочного типа. По этой причине приборы востребованы в парогенераторах, бойлерах, котлах.

Масляный блочный ТЭН обладает повышенной мощностью, за счет чего может значительно сократить время разогрева вещества. Однако в результате этого возрастают энергозатраты, что отражается на увеличении количества потребляемого электричества. Приборы для нагрева водной среды в бытовых установках, как правило, оснащаются автоматическими регуляторами температуры, которые значительно упрощают работу с ними. Например, ТЭН 1200 Вт с термостатом 220 в, используемый в бойлерах Ariston, в состоянии нагреть до 150 л воды за 60-90 минут и поддерживать ее при температуре +45 ºС в течение 7-8 часов.

4. Для использования в агрессивной среде (кислотные, щелочные растворы) изготавливают ТЭНы из фторопласта. Такие изделия обладают хорошей химической устойчивостью, адгезией, пластичностью и совершенно исключают возможность короткого замыкания. Цена электронагревателя из такого материала достаточно высока и составляет 600 — 3 000 руб/шт.

Общим недостатком описанных типов трубчатых нагревателей являются их большая металлоемкость, высокая стоимость и то, что они не подлежат ремонту.

Описание моделей, их характеристики и стоимость

ТЭНы для бойлеров компании Аристон

Фирма Аристон использует нагревательные элементы собственного производства или заказывает на заводе Thermowatt в Италии. ТЭНы в медном и стальном исполнении, для вертикальных сосудов прямые и гнутые, для лежащих на боку.

Используются гаечные и фланцевые ТЭНы для водонагревателей Аристон, с фирменным диаметром фланцев – 42, 48, 63, 72 мм и снабжённые метрической резьбой. Применяются в основном ТЭНы и есть модели с закрытой конструкцией элементов. Все нагреватели имеют мощность 1-4 кВт. Шесть серий Тэнов используют в 80 видах водонагревателей, только в моделях ARI STEA TITE и ABS SLV стоят сухие элементы со сроком эксплуатации 7-10 лет без замены.

Пять серий электродов выполнены с применением медной трубки, и только одна, с использованием нержавеющей стали. ТЭНы серии RNCA предназначены для небольших бойлеров объёмом 30 и 50 литров.

Профессиональное отношение к водонагревателю Аристон, применению специально созданных ТЭНов для него, дали результаты:

  • серебряное напыление контактов позволило поднять силу тока до 25 ампер против 18 у конкурентов;
  • обеспечен быстрый нагрев воды за счёт высокой теплоотдачи;
  • легкий монтаж ТЭНов, и длительная работа без ремонта.

Правильный выбор: на что обращаем внимание

Советуем брать во внимание 5 критериев, которые помогут купить действительно хороший водонагреватель

Форма

Здесь главное не столько эстетическая сторона, сколько возможность размещения нагревателя в нужном месте:

  • цилиндрические — округлой формы (типа «бочонок»), эта конструкция не имеет острых углов, эстетична на вид. За счет выпуклой формы не прилегает вплотную к стене;
  • прямоугольные — вытянутые, небольшие по ширине устройства можно запросто установить в тумбочку под раковиной. Они с минимальными зазорами прилегают к стене;
  • слим баки — такие, как BLU1 R 50 V 1.5 отличаются по форме суженным овалом, поэтому занимают минимум места.

Объем

Стоит выбирать в зависимости от количества домочадцев и планируемых вариантов использования. Допустим, для принятия душа и мойки посуды понадобится:

  • 30 л. — на одного потребителя;
  • 50-60 л. — на 2-х пользователей;
  • 80 л. — для 3 людей;
  • 100 л. агрегаты (пример — S100ORFEUSDH) подойдут для четверых. Хватит и на «понежится» в ванной, и для душа, и чтобы перемыть горы грязной посуды.

Полезная статья: Как выбрать бойлер: 9 главных критериев качественного прибора

Мощность

Нужно учесть на какую нагрузку рассчитана сеть в квартире, иначе «вылетят» пробки. От этого критерия зависит время нагрева воды. Не забываем также, что в разных приборах отличается объем и температура нагрева. Поэтому нужно рассматривать эти параметры комплексно. Допустим, 80-литровый «Аристон» на 1800 Вт справится с подогревом до 80 °C за 2,1 час. В то время как 150-литровому Gorenje на 2000 Вт понадобится почти 6 часов для нагрева до 85 °C.

Чтобы не ломать себе голову вычислениями, изучайте технические характеристики нагревательного агрегата. В них точно указаны мощность и время нагрева.

Материал

В бюджетных вариантах (S50SYMPHONY2.0) бак покрывают эмалью. Она характеризуется хорошей теплоизоляцией и долго противостоит появлению накипи и коррозии.

У моделей подороже стальной корпус с различным напылением:

  • титановое — устойчиво к высоким температурам и повышенному давлению. Такие бойлеры нагреваются быстро и равномерно;
  • эмалевое (как в OGBS 120SM) — объединяется с металлом, чем повышает его стойкость к деформации от нагрева, кроме того отталкивает накипь. Чтобы она растворялась, на дне бака используется магниевый анод;
  • стеклокерамическое — стойко к воздействию химических веществ, перепадам температур и давлению. Накипь если и образуется, то в минимальном количестве.

Для сведения: стальные агрегаты с напылением из серебра дают антибактериальный эффект и защиту от появления микротрещин при нагреве.

Детальная статья: Инструкция в 4 пунктах, какой водонагреватель лучше — проточный или накопительный

Тип монтажа

Бойлеры с сухим ТЭНом устанавливаются на стену двумя способами.

  • Вертикально — когда нагреватель занимает больше места в длину, чем в ширину. Большинство приборов монтируются именно так. За счет того, что нагретая вода не соприкасается с холодной, бак остывает медленнее. Потому что действует принцип, как и нагревающимся воздухом: теплое поднимается, холодное — опускается.
  • Горизонтально — подходящий вариант для малогабаритного помещения. В горизонтальном положении нужен простор слева или справа, поэтому агрегат обычно подвешивают к потолку Зато некоторые модели быстрее греются.

Универсальные баки поддерживают несколько типов монтажа (допустим, GBFU150SIMV9). Но их стоимость выше средней.

Полезная статья: Как пользоваться бойлером. Правила эксплуатации: 3 основных пункта

Как правильно устанавливать и использовать тэн

Ключевым параметром для любого электроприбора является его номинальная мощность. Поэтому, чтобы корректно установить такой прибор в систему отопления, эту величину нужно вычислить. После этого нужно изучить правила установки электрических тэнов и лишь затем приниматься за работу.

Наружная оболочка конструкции должна быть расположена в воде, чтобы тепло от спирали компенсировалось низкой температурой воды, и тэн не перегревался. С этой целью его нужно устанавливать в самой низкой точке радиаторы, чтобы он не входил в зону наличия воздушных пробок.

Вода должна быть дистиллированной, поскольку в ней содержится минимум примесей. Подобные добавки могут формировать на защитной оболочки слой накипи, что, в свою очередь, может вызвать коррозию.

Преимущества применения бойлеров

Основным преимуществом данной конструкции является то, что при использовании сухого ТЭНа отсутствует контакт электрической части с водой, а, следовательно, и опасность поражения электротоком пользователей.

При выходе их из строя они не функционируют, а электрические части не касаются трубки, поэтому не создают ситуацию попадания пользователя под действие электрическим током.

Имеется достаточно много и иных очевидных преимуществ водонагревателей с сухим ТЭНом, которые сложно переоценить: отсутствие процесса накипеобразования на поверхности нагревательного элемента, скоростной нагрев и экономия электричества, а также простое обслуживание и длительный срок эксплуатации.

Все вышеперечисленное в общей сложности создает привлекательность и популярность такой модификации водонагревателей на рынке.

Отсутствие накипи

Накипь на поверхностях нагрева традиционных ТЭНов возникает в связи с тем, что водопроводная вода в своем составе имеет соли жесткости натрия и кальция, которых тем больше, чем выше исходная жесткость природной воды.

При соприкосновении с поверхностью ТЭНа вода имеет пограничную высокую температуру, в этом слое начинает протекать интенсивный процесс накипеобразования. Накипь является плохим проводником тепла, в связи, с чем стенки ТЭНа начинают перегреваться, с последующим разрывом.

Бойлеры с сухим элементом защищены от таких сбоев, поскольку их греющий элемент заключен в стеатитовой колбе, исключающей прямой контакт с водой.

Долгий срок службы сухого нагревателя

Вследствие использования новейшей технологии в водонагревателях с сухими нагревательными элементами, их срок эксплуатации увеличен дополнительно на 5 лет непрерывной работы, поэтому модификации с сухими ТЭНами работают, как правило, не менее 10 лет. Это качество позволяет сэкономить владельцам на ремонте и замене нагревающих элементах.

Кроме того большинство сухих ТЭНов имеют схожую конструкционную структуру и габариты. Это даёт возможность применять один типоразмер ТЭНов для разных модификаций емкостей.

Нет воздушных пробок

Воздушная пробка под тепловизором

В традиционных конструкциях бойлеров с открытыми ТЭНами, образование воздушных пробок способно вывести их из строя, из-за нарушений условий охлаждения стенок конструкции нагреваемой водой. Бойлер с сухим ТЭНом имеет 100% защиту от таких видов аварии.

Кроме того такие модификации водонагревателей обладают одной важной особенностью. В том случае если ТЭН все же выйдет из строя, при его замене пользователю не придется сливать всю воду из рабочей емкости. Необходимо лишь открутить предохранительный фланец, извлечь ТЭН и заменить его на новый комплект

Необходимо лишь открутить предохранительный фланец, извлечь ТЭН и заменить его на новый комплект.

Высокая производительность

Специалистами доказано, что традиционные электрические бойлера намного длительнее нагревают воду за один цикл. Помимо этого, удельный расход электроэнергии на нагрев 1 литра воды в «мокрых» модификациях намного выше, чем с сухими ТЭНами.

Для повышения эффективности водонагревателя стеатитовую керамическую колбу, где установлены элементы, заполняют маслом. В этом случае тепловая проводимость будет выше, чем обычных у воздушных модификаций, что дополнительно увеличит скорость нагрева, при существенном снижении удельных показателей на нагрев воды, таким образом экономя общий расход электроэнергии.

Простота обслуживания и ремонта

Дополнительным преимуществом сухого ТЭНа в электробойлере является простота его обслуживания. Конструкция устройства позволяет выполнять техобслуживание в два раза реже, чем для классического бойлера.

Несмотря на то, что современные бойлера выпускаются по новейшим технологиям и с высокими гарантийными сроками, полностью отказаться от технического обслуживания, не может позволить себе ни один производитель. Задачей пользователя по увеличению межремонтного периода является проведение своевременного техобслуживания бойлера в сроки установленные заводом.

Наличие защиты от сухого старта

Старые традиционные конструкции бойлеров зачастую выходят из строя, когда они включаются в работу при отсутствии в баке воды. Водонагреватели с сухим элементами не опасаются сухого старта. Эта защита гарантируется установкой специального термоблока, которая не позволяет нагревательному элементу перегреваться в условиях отсутствия охлаждающей среды. Подача электроэнергии в устройство будет прекращено, поэтому важные функциональные элементы бойлера не будут выведены из строя.

Принцип работы

Работает сухой ТЭН для водонагревателя так же, как и стандартная модель. Внутри трубки размещается нагревательная спираль из материала, оказывающего большое электрическое сопротивление. Такое вещество при прохождении тока сильнее нагревается. Тепло от спирали передается наполнителю, а затем трубке. Наполнителем выступает диэлектрический материал. Он передает тепло и одновременно предупреждает передачу электрического тока воде.

Пространство между трубкой и стенками колбы заполнено воздухом, маслом или песком. Последний вариант лучше, так как песок способен аккумулировать тепло и передавать его большей площади. В результате при том же расходе электроэнергии и такой же рабочей площади самой нагревательной спирали эффективность сухого ТЭНа оказывается выше: ведь у него больше площадь.

Такое устройство исключает появление накипи на ТЭНах. Элементы не нужно периодически ремонтировать: сливать полностью воду из бака объемом в 50 л, отключать, разбирать арматуру, извлекать нагревательные элементы и демонтировать само устройство.

Водонагреватель с сухим ТЭНом имеет некоторые особенности. Связано это с конструкцией прибора.

  • Баки компактны, чаще реализуется навесная конфигурация. Это обусловлено формой самого нагревательного элемента – она просто не позволяет греть слишком большой объем воды.
  • Мощность – низкая по сравнению с мокрым – не более 1,2 кВт. Поэтому в бак ставят не менее 2. Опять-таки это продиктовано конфигурацией нагревательного элемента.
  • Конструкция с сухим ТЭНом изначально дороже, поэтому такие системы оснащают дополнительными модулями защиты и автоматическим управлением. Это делает устройство более эффективным, простым и удобным.

Выбор между сухим и мокрым ТЭНом не так прост. Аппарат с нагревательным элементом в колбе служит дольше без ремонта и очистки. Новый ТЭН придется покупать не ранее чем через 15 лет. Кроме того, накипь здесь образуется слабее, а ее появление не препятствует работе самих ТЭНов. Качество водопроводной воды перестает быть таким уж критичным.

Плюсы и минусы

Высокий КПД
Меньший расход электричества
Отсутствие коррозии
Накипь образуется намного медленнее, легче удаляется
Скорость нагрева выше
Длительный срок охлаждения
Срок эксплуатации – 15 лет

Высокая стоимость
Сложность замены

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий