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.
«Сухие» и «мокрые» ТЭНы в накопительных водонагревателях. Мифы и факты
Делая выбор водонагревателя стоит задуматься не только о его объеме, форме и материале бака, но и том, что является по сути сердцем прибора – нагревательном элементе. Электрические нагревательные элементы в современных накопительных водонагревателях можно попробовать разделить на две условные группы.
Самый распространенный вариант – это так называемые «мокрые», или «открытые» ТЭНы. В этом случае нагревательный элемент представляет собой полую трубку из стали или меди с вставленной внутрь спиралью из нихромовой проволоки и заполненной кварцевым песком, или другим веществом, имеющим высокую теплопроводность. Внешне, да собственно и по своей конструкции, этот элемент напоминает обычный кипятильник. Стоит так же отметить, что такие известные производители как Термекс и Аристон используют в своих моделях водонагревателей только этот тип нагревательных элементов.
«Закрытые», они же «сухие», или «керамические» ТЭНы в водонагревателях стали использоваться сравнительно недавно. Их конструкция представляет собой прочную металлическую колбу, во внутрь которой помещен керамический (стеатитовый) стержень, с намотанным на него нагревательным элементом. ТЭН более компактно располагается внутри водонагревателя, но не смотря на это зачастую имеет большую площадь соприкосновения с водой. Среди профессионалов часто бытует мнение, что «сухие» ТЭНы – выдумка маркетологов, ведь их устройство принципиально то же самое, а стоят они значительно дороже. Попробуем разобраться, действительно ли они обладают существенными преимуществами.
Сначала рассмотрим вопрос энергоэффективности. Некоторыми производителями с успехом был воспитан миф, что поскольку площадь «сухого» нагревательного элемента выше, чем «открытого», то соответственно и КПД его выше, и скорость нагрева водонагревателя так же значительно быстрее.
Что бы развенчать этот миф, достаточно открыть школьный учебник физики и найти закон Джоуля-Ленца: количество теплоты, выделяемое участком электрической цепи прямо пропорционально квадрату силы тока и сопротивлению участка. То есть при одинаковой мощности теплоотдача на поверхности нихромовой проволоки будет одинаковая. А вот если учесть тот факт, что в «мокром» ТЭНе проволока находится в среде с высокой тепловодностью, а в «сухом» просто в воздухе – вывод напрашивается прямо противоположный. С уверенностью можно сказать, что эффективность водонагревателя больше определяется качеством теплоизоляции между внутренним баком и кожухом, нежели типом нагревательного элемента.
Второй немаловажный вопрос – энергобезопасность. Короткое замыкание возможно по причине коррозии нагревательного элемента, или его перегрева. В первом случае бесспорное преимущество имеют водонагреватели с «закрытыми» ТЭНами.
Их наружная колба выполнена из того же материала, что бак самого прибора, что в отличии от «конкурентного» случая, не приводит к образованию гальванической пары, и переносу вещества между «электродом» и «катодом», что и является причиной быстрой коррозии. Кроме того, колба выполнена из более толстого материала. По этим причинам коррозия «сухого» ТЭНа маловероятна.
А вот перегрев его в результате низкой теплопроводности воздуха, в котором он находится – дело вполне даже возможное. В этом вопросе опять же явного победителя тоже нет. Его может решить только использование УЗО в конструкции прибора и качественное заземление.
Ну конечно же, основная причина, почему многие выбирают водонагреватели с «закрытыми» нагревательными элементами, это твердая уверенность в том, что накипь им не страшна. Попробуем разобраться и здесь. Образование накипи, это химический процесс, происходящий при температуре свыше 55 градусов, при котором кристаллизуются растворенные в воде соли кальция, магния или железа.
В большинстве случаев именно соли кальция являются бичом наших водонагревательных приборов. Тут, водонагреватели с «закрытым» ТЭНом все же получают очевидное преимущество – поскольку материал колбы нагревательного элемента и бака водонагревателя однородны, отсутствует гальваническая пара, о которой мы говорили раньше, и «закрытый» ТЭН не является катодом для ионов кальция.
В результате отсутствует электролитическая реакция, и накипь если образуется, накапливается равномерно на всех внутренних поверхностях нагревательного прибора. Кроме того, обычно поверхность «сухого» ТЭНа больше, чем «мокрого», а это значит, что и температура на его поверхности меньше. Следовательно и химические процессы около него протекают более вяло. Ведь именно преодоление температурного барьера является необходимым условием для образования накипи.
И все же, основной защитой от накипи в водонагревателях является … — магниевый анод! Именно он, разрушаясь со временем, влияет на химические процессы взаимодействия вода с кальцием, в результате чего, соли, которые образуются имеют более рыхлую структуру. При агрессивной среде, необходимо его заменять минимум один раз в год даже в водонагревателях с внутренним баком из нержавеющей стали.
Однозначным, и неоспоримым преимуществом «закрытых» нагревательных элементов является возможность их быстрой замены. Керамическая вставка не контактирует с водой, достаточно свободно извлекается из металлической колбы без слива воды из водонагревателя. Это конечно же очень удобно, но лучше, как говорится, не доводить до этого, — просто вовремя меняйте магниевый анод, и поменьше «кипятите» свой водонагреватель.
Все таки следует признать, что в результате такой объемной статьи мы так и не ответили на вопрос, какой же тип нагревательного элемента лучше. Но мы все же надеемся, что прочитав ее внимательно Вы сможете выбрать наиболее предпочтительный для Вас вариант.
Позволим себе лишь дать небольшой совет. Если Ваш выбор остановится на водонагревателях с «сухим» нагревательным элементом, обратите внимание на модели известных и надежных производителей водонагревателей Gorenje , Stiebel Eltron , AEG .
Мокрый или сухой: какой ТЭН водонагревателя выбрать?
ТЭНы предназначены для преобразования электрической энергии в тепловую. Устройства устанавливаются в проточных и накопительных водонагревателях. По конструкции различают две группы нагревательных элементов — «сухие» и «мокрые» (погружные). В этой статье рассмотрим преимущества и недостатки обоих видов.
«Мокрые» ТЭНы
Нагревательные элементы такого типа представляют собой герметичную трубку (колбу) со спиралью внутри. Трубка заполнена сыпучим наполнителем. Часть, контактирующая с водой, изготовлена из меди, титана, нержавеющей стали или сплава с высокой теплопроводностью. Спираль производят из нихрома или другого материала с высоким электрическим сопротивлением.
Нагревательный элемент погружается в воду, поэтому ТЭНы называют «мокрыми». Устройства часто объединяют в группы по несколько штук на общем креплении. Группы нагревательных элементов промышленных бойлеров объединяют в ступени мощности, подключенные к одному контактору. Такое решение используется в водонагревателях с ТЭНами серии АВП от компании «Невский».
«Мокрые» ТЭНы отличает:
- Быстрый нагрев. Непосредственный контакт колбы с водой обеспечивает быструю передачу тепла.
- Низкая инерционность. Температуру воды в бойлерах с «мокрыми» нагревательными элементами можно регулировать быстрее.
- Низкая цена. Конструкция устройства относительно проста, поэтому стоимость будет меньше.
«Мокрые» нагревательные элементы подвержены образованию отложений. При высокой жесткости воды высокая температура поверхности способствует нарастанию накипи. К недостаткам также относят относительно недолгий срок службы и риск деформации спирали.
«Сухие» ТЭНы
Конструкция нагревательных элементов этого типа аналогична «мокрым» ТЭНам. Разница лишь в наличии дополнительной колбы из керамики или другого материала. ТЭН помещен в защитный кожух, который контактирует с водой.
- Длительный срок службы за счет отсутствия прямого контакта нагревательного элемента с горячей водой.
- Медленное образование отложений благодаря материалу защитного кожуха и меньшей температуре поверхности.
- Отсутствие риска поражения током при утечке за счет диэлектрических свойств кожуха.
К недостаткам относят относительно невысокую скорость нагрева воды. Температура на поверхности кожуха меньше, чем на поверхности металлической колбы «мокрого» ТЭНа, поэтому вода медленнее прогревается. Соответственно, ниже скорость реакции на изменение настроек термостата. Кроме того, конструкция «сухого» ТЭНа сложнее, что отражается на его стоимости.
«Мокрый» ТЭН
«Сухой» ТЭН
Плюсы