Накопительные водонагревательные баки предназначены для нагрева воды в бытовых условиях. Работа бака устроена так, что холодная вода выталкивает горячую и из крана поступает горячая вода. Холодная и горячая вода имеет разную плотность: у холодной бОльшая, а у горячей воды меньшая плотность. За счет разницы плотностей холодная жидкость и выталкивает горячую в точке водозабора.
Благодаря такому устройству, потребители получают стабильный поток горячей воды до тех пор, пока она не закончится в баке и не нагреется снова. В бытовых водонагревателях в качестве нагревательного элемента применяется электрический ТЭН. Он представляет собой трубчатый нагреватель, внутри которого разместили специальную нить накала.
Спираль подключена к источнику питания и надежно изолирована диэлектрическими элементами. Сама нить не должна касаться стенок трубок. Корпус ТЭНа может быть выполнен из разных материалов (алюминий, медь, латунь, нержавейка и т.д.).
ТЭНы можно классифицировать по нескольким признакам: назначение, материал изготовления и способ установки. В основном ТЭНы подразделяют на мокрые и сухие. Первый тип применяют в жидкой среде, а второй вид имеет дополнительный керамический корпус для дополнительной изоляции от жидкости.
Преимущества ТЭНа сухого типа
В водонагревателе мокрый ТЭН напрямую контактирует с водой. Его конструкция проста: трубка со спиралью внутри нее. При нагреве, спираль накаляется и в контакте с водой отдает свое тепло, за счет чего и осуществляется нагрев. Когда выставленная температура достигла своей отметки, срабатывает автоматика и ТЭН отключается.
В сухом типе ТЭН с водой напрямую не контактирует, а прячется в металлической колбе. Бывают несколько типов сухого ТЭНа: пустой внутри или заполненный маслом или песком для улучшения передачи тепла. ТЭН сначала нагревает вещество вокруг себя, потом нагревается колба, а только потом нагревается жидкость.
Мокрый ТЭН может быстро нагреть воду, но он эффективен только в мягкой и чистой воде. При нагреве образуется накипь, которая оседает на ТЭНе и со временем от этого он перестает работать. В жесткой воде, которая поступает в кран у большинства граждан страны, накипь образуется слишком быстро, а сам ТЭН также быстро выходит из строя.
В сухом типе контактирует с водой только колба, которая имеет бОльшие размеры и площадь, чем мокрый. Вода прогревается равномерно и накипи образуется меньше. К тому же, колбу дополнительно покрывают специальными веществами, защищающие его от накипи.
В самых простых и доступных вариантов, в колбу устанавливают один-два стержневых ТЭНов. Такие приборы имеют маленькую площадь воздействия и на них также быстро образуется накипь, как на мокрых.
Более надежными и качественными считаются стеатитовые ТЭНы. Они представляют собой стеатитовую колбу с нихромовой спиралью внутри. В них высокая теплоемкость и теплопроводность. Так как между ТЭНом и колбой остается воздушное пространство, то времени на нагрев нужно больше.
Самыми лучшими считаются ТЭНы, где пространство между колбой и ТЭНом заполнено маслом или кварцевым песком. Они обеспечивают равномерный прогрев и эффективную теплопередачу, но в случае поломки, заменить детали в них сложнее.
Если был выбран мокрый ТЭН, то его чистка от накипи может потребоваться раз в полгода. Такие частые меры профилактики могут продлить его срок службы. На сухом ТЭНе тоже образуется накипь, но это случается медленнее, и чистка бака осуществляется реже. В баках с сухим ТЭНом присутствует магниевый анод, который и выступает в роли замедлителя образования накипи.
- медленное образование накипи;
- компактный и прост в обслуживании;
- высокая эффективность и производительность;
- долгий срок службы;
- не образуются воздушные пробки.
Обслуживание и частые поломки сухих ТЭНов
Основной причиной поломок ТЭНов и водонагревателей является качество воды. Высокая жесткость – это причина образования накипи. Из-за отложений извести вода нагревается медленнее, а поверхность металла ТЭНа покрывается коррозией. При выборе ТЭНов стоит обращать внимание на материал изготовления и защиту от накипи. В последнее время популярными стали ТЭНы с эмалевым покрытием.
Если возникли сомнения в работоспособности ТЭНа, проверить это можно несколькими способами:
- при помощи мультиметра;
- при помощи мегомметра;
- установив контрольную лампочку.
Первые два способа подразумевают использование специальных измерительных приборов. Они позволят узнать напряжение, сопротивление и заземление. С ними можно проверить изоляцию, целостность электрической цепи, наличие короткого замыкания и узнать вероятность утечки тока внутри бака.
Для проверки ТЭНа, необходимо знать сопротивление водонагревателя, которое должно быть указано в паспорте бака. Если мультиметр показал близкое сопротивление к проектной величине, то бак полностью исправен и ТЭН работает в обычном режиме. Если прибор на ноле, значит в водонагревателе есть замыкание. В ином случае возможен обрыв сети.
В режиме зуммера мультиметра можно определить пробой корпуса ТЭНа. Если зуммер молчит, значит пробоя в корпусе ТЭНа нет. Это же можно определить и при помощи мегомметра. Проверка работоспособности осуществляется в пустом баке без воды, в отключенном от сети состоянии и с извлеченным ТЭНом. Замена его потребуется по причинам:
- образования накипи;
- перегорания нити накаливая;
- коррозия и повреждение корпуса.
Чтобы продлить срок службы корпуса, необходимо вовремя заменять магниевый анод. Если этого вовремя не делать, то коррозия становится сквозной и полностью разрушает ТЭН. В некоторых бойлерах можно встретить специальные датчики, которые следят за состоянием анода.
Чистка бойлера должна проводиться минимум раз в год. Для этого бак снимают со стены, сливают воду, проверяют состояние ТЭНа, чистят его или заменяют детали, очищают сам водонагреватель внутри от ржавчины и осадка.
Выбирать ТЭН можно заводского оригинального исполнения, но можно подобрать другого производителя. При выборе главное, чтобы сходилась мощность, размеры и посадочное место. Вместе с заменой ТЭНа необходимо заменять и прокладку фланца. Грамотный выбор ТЭНа и правильный уход за ним продлевает срок службы всего бойлера, от него также зависит скорость и качество нагрева воды.
Что собой представляет водонагреватель с сухим ТЭНом, сколько он прослужит и стоит ли его покупать?
Водонагреватель в загородном доме и на даче — насущная необходимость. Сегодня мы поговорим об относительно новой разновидности этого устройства — водонагревателе с сухим ТЭНом. Что он собой представляет и стоит ли его покупать?
«Сердцем» любого водонагревателя является ТЭН. Именно от него зависит эффективность и долговечность прибора. Наверное, каждый из нас знаком с открытым или «мокрым» ТЭНом — изогнутой медной трубкой с нихромовой спиралью внутри. Ее можно увидеть, к примеру, в старых моделях электрических чайников. Основной недостаток такого ТЭНа в том, что он напрямую контактирует с водой.
Содержащиеся в ней соли оседают на металлической поверхности, образуя накипь. Ее приходится регулярно снимать, что доставляет немало хлопот домохозяйкам. А если пропустить пару сеансов чистки, отложения окаменеют, и прибор будет безнадежно испорчен.
Сухие ТЭНы, недавно появившиеся на нашем рынке, не создают этих проблем. У приборов такого рода нагревательный элемент помещен в металлическую колбу. Прямого контакта с водой у него нет, и это сводит образование белого налета к минимуму. Если же колба имеет антикоррозийное покрытие, осадка будет еще меньше.
Поэтому служит такой ТЭН по заверениям некоторых производителей до 20(!) лет. Для сравнения: срок службы классических трубчатых ТЭНов составляет 4-5 лет.
Долговечность — не единственное преимущество сухих ТЭНов. Конструкция позволяет поместить в бак несколько нагревательных элементов, что обеспечивает максимально быстрый нагрев воды. Более того, мощность прибора можно регулировать, отключая или включая каждый элемент отдельно.
Конструкция сухого ТЭНа такова, что в нем не может возникнуть воздушная пробка. А это существенно продлевает срок службы
Сухие ТЭНы просты в обслуживании. Заменить вышедший из строя нагревательный элемент можно своими силами, без привлечения мастера, а из инструментов понадобится только отвертка.
Ощутимым плюсом сухого ТЭНа является безопасность. Термозащитный блок не позволяет включить ТЭН без воды. Но даже если она откажет (а сломаться может абсолютно все), сама конструкция водонагревателя исключает поражение током.
Разумеется, говоря о достоинствах, мы не можем не упомянуть и недостатки. Первый и основной — относительно высокая цена. Сухие ТЭНы в массе своей дороже «мокрых», но при желании можно найти бюджетную модель, которая не сильно ударит по кошельку.
Второй недостаток — относительная сложность в уходе. Нагреватели категорически нельзя чистить от накипи механически — щетки, металлические губки и даже наждачная бумага полностью исключены. Можно использовать только щадящие моющие средства, например, лимонную кислоту.
Как выбрать водонагреватель с сухим ТЭНом?
При выборе конкретной модели нужно в первую очередь обратить внимание на тип сухого ТЭНа. Точнее, на то, чем заполнена колба, в которую он заключен.
ТЭНы без заполнения примечательны прежде всего низкой ценой. Но КПД их относительно невысок, так как часть тепловой энергии буквально растворяется в воздухе. Впрочем, эти потери невелики, и ими можно пренебречь.
ТЭНы с масляным заполнением лучше справляются со своими обязанностями, так как масло нагревается и отдает тепло эффективнее воздуха. Но при этом стоят они дороже предыдущих.
Колбы с заполнением белого песка самые эффективные, надежные и дорогие. Важно! Для каждой конкретной модели водонагревателя нужна своя модель ТЭНа, так что при покупке нужно заранее подумать о запасных комплектующих.
Еще один важный момент — тип и материал изготовления ТЭНа. Есть два варианта.
Стержневые ТЭНы — длинные тонкие цилиндры, которые предназначены для баков не более 50 л. В колбу водонагревателя можно поставить до трех нагревательных элементов этого типа, но ждать высокого КПД от них не стоит. Из-за маленькой площади нагреваемой поверхности их теплоотдача относительно невелика.
Стеатитовые (керамические) ТЭНы устроены совсем иначе. Каждое такое изделие имеет форму широкого цилиндра с желобами, в которые уложена нихромовая спираль. Ребристая поверхность обеспечивает эффективный нагрев, но куда интереснее материал изготовления — стеатит. Это керамика из переработанного талька, способная выдерживать нагрев до 1000°С. Она медленно нагревается и медленно остывает, долго отдавая тепло даже после выключения прибора.
Стеатитовые ТЭНы долговечнее стержневых. Прежде всего потому, что в них отсутствует пара медь-сталь, вызывающая разрушительную электрохимическую реакцию. Нагревательные элементы этого типа невосприимчивы к блуждающим токам.
При этом следует иметь в виду, что они стоят ощутимо дороже стержневых. Еще один минус — в отсутствии взаимозаменяемости. Это означает, что для каждой модели электронагревателя изготавливают ТЭН своей конструкции. Так что в случае повреждения его нельзя заменить первым попавшимся.
Самыми доступными по цене являются стержневые ТЭНы с воздушной прослойкой. А самыми дорогими — стеатитовые с песчаным дополнением
Итак, сухой ТЭН долговечнее классического «мокрого», он не требует регулярной чистки, а заменить вышедший из строя нагревательный элемент можно своими силами. Так что если относительно высокая цена (около 12 000 — 25 000 руб. по состоянию на май 2022 года) не является серьезной проблемой, покупка такого водонагревателя вполне оправдана.
Преимущества Сухих ТЭНов по сравнению с металлическими трубчатыми
Для нагрева жидкостей используются электронагреватели генерирующие тепло. Долгое время существовало лишь единственное решение – «мокрые» ТЭНы.
Они успешно справлялись с поставленной задачей, однако довольно быстро покрывались известковым налётом, вследствие чего увеличивалось время нагревания, оболочка нагревателя разрушалась в следствии чего нагреватель выходил из строя в сопровождении короткого замыкания с разрушением составляющих. Можно конечно выполнять предварительную очистку воды, но нужно использовать ступенчатую фильтрацию. Это вызывало удорожание продукции и становилось невыгодным для промышленного сектора. Необходимость в регулярной чистке и замене нагревательных устройств приводила к длительной остановке технологических процессов, что уменьшало производительность техники и прибыль компаний.
Сухие ТЭНы изменили ситуацию в положительную сторону. Они увеличили ресурс эксплуатации водонагревающих устройство в 3-5 раз, исключив вредное действие солевых отложений на греющие элементы.
Конструкция сухого ТЭНа
Рассмотрим устройство изнутри сухой стеатитовый тэн. Нихромовую спираль обернули изоляторами и поместили в металлическую колбу, которая в дальнейшем запаивается, предупреждая попадание жидкости к внутреннему содержимому.
Прогрев осуществляется последовательно: сначала повышается температура колбы, затем она накопленный тепловой ресурс отдаёт воде. Так как нагревательный компонент закрыт, исключается риск появления короткого замыкания. Что касается «мокрых» тепловых аналогов, то при повреждении металлической спирали электрическое напряжение через воду передаётся на стенки бака, формируя предпосылки для получения удара током. Поэтому устройство становится опасным для человека.
Если в сухом ТЭНе возникнет пробой, он перестанет работать, но не принесёт вреда людям, дотронувшимся до корпуса оборудования.
Когда приходит время делать профилактику, достаточно вытащить колбу либо изнутри произвести нужные операции. ТЭН сухого типа производится только в прямом исполнении, так как иная форма не даст ему разместиться в колбе.
Чем интересен изолятор
Стеатит, использующийся для производства изоляционного материала в сухом нагревателе, получают из тальковой руды. Ценится за хорошую способность накапливать тепло с последующим медленным остыванием. Не боится длительного и многократного термического воздействия, применяется во многим процессах, где нужно повысить температурный показатель среды. Способен нагревать обычную воду, маслянистые среды, электротехнические растворы.
Минерал имеет практически нулевое термическое расширение (0,001%), а это означает, что он сохраняет свои исходные размеры в процессе работы. Теплопроводность составляет 6 Вт/К: накопленный потенциал отдаётся в окружающую среду медленно, в связи с чем нагретая вода длительное время сохраняет температуру.
Отличие сухого и мокрого нагревателей
ТЭН помещается непосредственно в водную или масляную среду
Нагреватель представляет собой конструкцию, состоящую из токопроводящего элемента, установленного в керамический изолятор, наглухо закрытого в металлической колбе
Обильное налипание известковых и солевых отложений значительное
Образование солевого слоя незначительное
Потенциальная возможность удара током при разрушении металлического нагревателя
Электробезопасность для людей, даже если возникли внутренние поломки
Защитный анод, воспринимающий на себя основной солевой удар, быстро корродирует
Анод страдает значительно меньше, поэтому чистка делается реже
Солевые слои приводят к увеличению потребления энергии тепловой техникой, повышением времени нагрева жидкой среды
По сравнению с «мокрым» аналогом, ТЭНы являются энергоэффективными
Чаще применяются в бытовой сфере
Используются в быту, на производстве, в обслуживающих компаниях. Подходят не только для нагрева воды, но и воздуха, масел, гальванических продуктов
Лучше приобретать для очищенной воды, так как хлорированный аналог или жидкость из природного источника довольно быстро приведут к разрушению анодного компонента и образованию отложений
Подходит для мягкой, жёсткой, минерализованной воды. Диаметр колбы превышает диаметр труб обычного ТЭНа, нет мест изгибов, где задерживаются отложения. Налёт формируется намного медленнее
Профилактические действия выполняются раз в год. Необходимость слива воды из бака удлиняет процесс обновления нагревателя
Очистку можно проводить раз в 2-3 года. Достаточно выкрутить колбу, воду сливать не потребуется. Чтобы произвести замену ТЭНа, хватит 10 минут
Цена ниже, чем у сухого нагревателя, срок эксплуатации тоже уменьшен
Цена выше, служит дольше, чем «мокрый» ТЭН. С целью повышения мощности допускается ставить 2 нагревателя в одно устройство
Конфигурация разная: от плоской до объёмной модели
Форма всегда одинаковая, обусловлена типом колбы
Используется в бойлерах разного объёма
Подходит для термических устройств объёмом более 50 л
Важная информация о сухих ТЭНах
- Спираль изготавливается из никеля, железа и хрома. Сплав отличается значительным электрическим сопротивлением и высоким жаростойким показателем, благодаря чему эти качества в полной мере реализуются в процессах нагревания сред. Проволока помещается в каналы стеатитовых блоков, которые способны оперативно аккумулировать тепло и медленно его отдавать.
- Последовательная сборка удобна возможностью получить сухой ТЭН желаемого размера. Добавляется столько изоляционных элементов, сколько понадобится. При этом конфигурация остаётся неизменной.
- ТЭНы сухого типа применяются в газообразных и жидкостных средах. При контактировании с водой, маслянистым, щелочным раствором сам электронагреватель помещается в стакан (колбу). Материал защитного компонента определяется степенью агрессивности прогреваемой среды.
- Находясь в герметичном корпусе, нагреватель сберегает начальные характеристики. Он не окисляется жидкостями и маслами, исключает возникновение коксования и нагара, солевых, известковых наслоений.
- В системе нет воздушных пробок. Нагреватели излучают тепло сами и выполняют подогрев с помощью конвективного переноса. Поэтому можно достичь одинакового распределения энергии по баку при отсутствии перегрева. Профилактика осуществляется быстро, не требуя длительных перерывов в работе устройств.
- При возникновении задач по неравномерному прогреву формированию холодных зон они могут быть реализованы с использованием сухого ТЭНа.
Применение
Востребованность в сухих нагревательных элементах довольно значительна.
Они приобретаются для:
— печей с технологией горячего дутья;
— бойлеров и других аналогичных установках;
— электрических калориферов и прочих типов нагревателей;
— устройств для получения резиново-пластикового ассортимента;
— тепловых пушек (строительных фенов);
— пивоваренной и кондитерской отрасли.
Что лучше: металлический ТЭН сухого типа или керамический
Оба типа функционируют почти одинаково. Рассмотрим, в чём заключаются их различия.
✓ Стабильность положения нагревателя. В обычных электрических версиях ТЭНов он способен немного сдвигаться в колбе в ходе вибрации. В керамической модели положение стационарное, без перемещений.
✓ Скорость остывания. Стандартные металлические нагреватели быстро охлаждаются. Керамические составляющие нагревателя способны оставаться горячими и делиться тепловой энергией продолжительное время. Это приводит к уменьшению энергозатрат.
Слабые стороны сухих ТЭНов в керамической изоляции
По мощности они проигрывают «мокрым» аналогам (1,2 кВт по сравнению с 2 кВт), но если смонтировать в одной ёмкости 2 ТЭНа, то значения будут примерно одинаковыми. В цене выйдет дороже, однако фактический выигрыш в тепле и увеличенная длительность эксплуатации «смягчат» эти неудобства.
Бытует ошибочное мнение: сформировавшийся зазор между внутренней поверхностью колбы и керамическим изолятором влияет на уровень экономичности устройства. В качестве доказательства приводится тот факт, что вначале надо нагреть трубку, в потом – среду, в которой она находится. Такие рассуждения – не более чем миф. Разница между внешней частью колбы и стенкой резервуара для нагрева не превышает 2 мм с каждой стороны, поэтому можно полагать, что нагрев происходит в самой среде, а тепловые потери при этом минимизированы.
Компания «Электронагрев» предоставляет заводскую годичную гарантию на сухие ТЭНы. Реальный срок их работы достигает 8-ми лет.