Сухой тэн как работает

Поговорим о «сухих» ТЭНах, их устройстве и особенностях применения для подогрева воды. Ответим на распространенные вопросы о «сухих» трубчатых и керамических нагревателях для отопительных котлов.

Что такое «сухой» ТЭН?

«Сухой» ТЭН представляет собой конструкцию, состоящую из герметичного корпуса и нагревательного элемента, который располагается в стеклянной или металлической емкости, такой как стакан или колба, в которых отсутствует вода.

Отсутствие прямого контакта с жидкостью значительно увеличивает срок службы нагревателя, так как исключает коррозию и другие химические процессы, которые могут происходить на поверхности нагревательных элементов. Кроме того, отсутствие охлаждающего воздействия воды способствует повышению коэффициента полезного действия (КПД) устройства и уменьшению потребления электроэнергии.

На внешней стороне корпуса ТЭНа предусмотрено защитное покрытие, обеспечивающее дополнительную безопасность и долговечность. Устройство может быть оснащено терморегулятором и датчиком, который отключает питание при отсутствии воды в баке, что служит защитой от перегрева и повреждений.

«Сухие» трубчатые и керамические нагреватели

Устройство и принцип работы «сухого» ТЭНа

«Сухие» ТЭНы, в частности секционные керамические нагреватели, изготавливаются в прямой форме без изгибов и помещаются в специальную защитную колбу. Конструкция «сухих» нагревателей постоянно улучшается, и на сегодняшний день существует несколько типов таких устройств.

Трубчатый нагреватель в герметичной колбе

Защитная колба, в которой находится нагреватель, обычно заполнена специальными веществами, такими как масло, кварцевый песок или другие теплопроводящие материалы. Эти компоненты обладают высокой теплопроводностью, что обеспечивает более быстрое нагревание по сравнению с воздухом. Это, в свою очередь, способствует снижению энергетических затрат.

Трубчатый нагреватель в герметичной колбе

Керамический наборный ТЭН в герметичной колбе

«Сухой» ТЭН с керамической изоляцией, известный как секционный «сухой» ТЭН, представляет собой конструкцию, где нагревательный элемент располагается в воздухе в защитной колбе. Это делает устройство доступным по стоимости и одновременно повышает его эффективность, а также упрощает процесс обслуживания.

Керамический нагреватель в герметичной колбе

Устройство «сухого» стеатитового ТЭНа для нагрева воды и других жидкостей

Самые распространенные «сухие» ТЭНы изготавливаются из наборной керамики — стеатита. Устройство такого нагревателя включает в себя нихромовую спираль, которая размещена в пазах изолирующего материала, а защитная колба изготавливается из коррозионно-стойких металлов или сплавов, таких как медь или нержавеющая сталь. Для дополнительной защиты от накипи поверхность колбы покрывают специальными составами. Кроме того, в конструкции присутствует магниевый анод, который замедляет коррозию металла внутри бака и устанавливается в специализированном техническом входе.

Особенности конструкции «сухих» нагревателей

«Сухие» тепловые электронагреватели могут быть произведены в разнообразном ассортименте, что позволяет им находить применение в различных условиях эксплуатации. Конструкция и материалы, используемые в их изготовлении, играют ключевую роль в определении их функциональности и эффективности. Одним из значимых факторов, влияющих на процесс нагрева, является тип теплоносителя, расположенный в прослойке между ТЭНом и окружающей средой. Есть три самых распространенных вида:

Воздушная прослойка. Это самый простой и экономичный вариант, который отличается невысокой эффективностью. ТЭНы с воздушной прослойкой имеют низкий коэффициент полезного действия, что приводит к значительным теплопотерям и увеличенному времени, необходимому для нагрева бойлера. Такие нагреватели обычно подходят для менее требовательных условий.
Масляная прослойка. В этом варианте пространство между ТЭНом и корпусом заполняется техническим маслом. Это существенно ускоряет процесс нагрева воды благодаря высокому уровню теплопроводности масла, что делает такие устройства более эффективными по сравнению с воздушными.
Песчаная прослойка. В этом случае внутренняя часть колбы нагревателя заполняется белым кварцевым песком, обладающим диэлектрическими свойствами. Это не только увеличивает теплопроводность, но и обеспечивает дополнительную защиту от короткого замыкания. Песчаные ТЭНы, как правило, являются наиболее дорогими из трех представленных типов, однако они обеспечивают наилучшие результаты в отношении экономии электроэнергии и повышения эффективности нагрева.

Контактный стержень «сухого» ТЭНа может иметь различную длину, что Влияет на его применение. Длина стержня играет критическую роль при выборе нагревателя в зависимости от требований конкретной среды, подлежащей обогреву, а также от места его установки. Кроме того, важно учитывать такие характеристики, как мощность и устойчивость к коррозии, чтобы обеспечить долговечность и надежность работы ТЭНа в различных условиях.

Читайте: Как обновить швы между плиткой в ванной своими руками

«Сухие» электронагреватели разнообразны в своих конструктивных решениях. Можно варьировать как размер колбы и длину нагревательного стержня, так и его диаметр, что позволяет адаптировать ТЭН под конкретные требования эксплуатации. Мощность различных моделей ТЭНов определяет скорость достижения рабочей температуры, что критически важно в условиях серийного производства и промышленных установок. Чаще всего в промышленных установках используются нагреватели, рассчитанные на напряжение сети 380 В. На сайте компании «Марион» для заказа доступны разные варианты «сухих» ТЭНов, мощность которых варьируется в самом широком диапазоне, что позволит найти оптимальный вариант для самых разных условий эксплуатации.

В большинстве случаев стандартные электронагреватели оснащаются анодом из магния, который служит для предотвращения образования накипи внутри бака. При использовании «сухих» ТЭНов анод устанавливается через специальное отверстие в баке, что делает его замещение или удаление простым и удобным.

Важно отметить, что «сухие» ТЭНы допускается устанавливать только в бойлерах с объемом более 50 литров. Это обусловлено их конструктивными особенностями и размерами, что ограничивает возможность применения в меньших емкостях. Данная характеристика обеспечивает оптимальные условия для работы устройства, предотвращая перегрев и обеспечивая стабильный и надежный нагрев воды.

Преимущества «сухих» ТЭНов

«Сухие» ТЭНы имеют ряд значительных преимуществ по сравнению с «мокрыми» модификациями. они обеспечивают высокий уровень безопасности, так как вероятность получения электротравмы при случайном контакте с колбой практически отсутствует. Это также актуально для защиты от пробоев на корпусе, особенно во время перепадов напряжения в сети.
Срок эксплуатации «сухих» ТЭНов значительно выше: в отличие от «мокрых» нагревателей, которые обычно служат 1.5–2 года, «сухие» могут функционировать до 3–4 лет. Это делает их более выгодным выбором на длительный срок.
Образование накипи на поверхности колбы происходит в минимальных объемах. Даже если накипь образуется, она не оказывает значительного влияния на скорость нагрева воды и общее качество работы водонагревателя.
Простота в обслуживании. Замена такого нагревателя требует лишь отвертку для открепления защитной оболочки (колбы) и отвинчивания распорного винта. Если «сухой» ТЭН вышел из строя, его легко заменить, не затрагивая остальные элементы системы. Слив воды не требуется, и нет необходимости разбирать бойлер, что значительно ускоряет процесс. В противовес этому, процесс замены «мокрого» ТЭНа включает в себя не только слив воды, но и демонтаж соединительных гаек, что требует больше усилий и времени.

Проверка «сухого» ТЭНа мультиметром на неисправность

«Сухие» тепловые электронагреватели работают без прямого контакта с водой, что минимизирует риск электрического удара. В классических нагревателях, когда резистивный элемент выходит из строя, может произойти его контакт с металлическими стенками трубки, что приводит к появлению напряжения на корпусе бойлера, создавая потенциальную опасность для пользователя. В качественных «сухих» керамических нагревателях такая ситуация исключена, поскольку даже при поломке они просто перестают выполнять свою функцию, не вызывая при этом утечек электрического тока.

Однако, несмотря на повышенную безопасность, существуют определенные риски, связанные с эксплуатацией «сухих» ТЭНов. Например, в случае короткого замыкания или повреждения изоляции проводов существует вероятность возникновения искрения или даже пожарной опасности. Важно помнить, что, хотя сам ТЭН не контактирует с водой, водяные пары и высокая температура могут негативно повлиять на соседние элементы оборудования, вызывая их преждевременный износ.

Для проверки исправности «сухого» ТЭНа мультиметром, выполните следующие шаги:

Отключите питание. Это поможет избежать риска поражения электрическим током во время проверки.
Подготовьте мультиметр. Установите его в режим измерения сопротивления (омметр).
Измерьте сопротивление. Подключите щупы мультиметра к контактам ТЭНа. Нормальное значение сопротивления для работающего ТЭНа должно находиться в пределах 20-50 Ом. Значения значительно ниже этого диапазона могут свидетельствовать о коротком замыкании, тогда как бесконечное сопротивление указывает на обрыв цепи.
Проверьте наличие короткого замыкания. Если мультиметр показывает нулевое или очень низкое значение при измерении между любым из контактов и корпусом ТЭНа, это означает, что произошел обрыв изоляции, и ТЭН необходимо заменить.

Читайте: Какие способы нагр heating воды в ванной существуют

Таким образом, регулярная проверка «сухого» ТЭНа с помощью мультиметра позволяет не только продлить срок службы оборудования, но и обеспечить безопасность его эксплуатации.

Сухие ТЭНы. Устройство и особенности. Виды и преимущества

Нагрев холодной воды в бойлере осуществляется с помощью трубчатого электронагревателя (ТЭН). В конструкцию ТЭНа входит трубка, в которой размещена спираль, греющаяся от электрической подачи. Пространство между внутренней поверхностью трубки и греющей спиралью заполняется диэлектрическим наполнителем, предотвращающим короткие замыкания.

Конструктивно бойлер представляет собой емкость, к которой подведен приток холодной воды и вывод для горячей воды. ТЭН непосредственно помещается внутрь бойлера и производит прямой нагрев жидкости. На обычных трубчатых нагревателях при длительной эксплуатации в бойлере со временем появляется накипь в виде солевых отложений магния и кальция. Солевой слой все время нарастает, что в значительной мере ухудшает тепловую отдачу нагревателя и увеличивает потребление электричества.

Именно для решения этой проблемы и были разработаны сухие ТЭНы. В бойлер помещают стальную колбу, которая непосредственно контактирует с водой. Внутри колбы располагается нагревательное устройство. Защитная трубка (колба) значительно продлевает работу трубчатого нагревателя и упрощает его обслуживание.

Производители современных бойлеров все чаще отказываются от стандартных ТЭНов и устанавливают сухие керамические ТЭНы. Таким образом, они повышают спрос на свою продукцию, ведь приобретение такого бойлера гарантирует экономное потребление электричества и длительный срок его службы, что в значительной мере позволяет быстро окупить траты на товар потребителю.

Конструкцию сухих ТЭНов постоянно совершенствуют. На сегодняшний день есть несколько разных видов сухих нагревателей: Защитную колбу, где установлен нагреватель, заполняют маслом. Его тепловая проводимость выше теплопроводности воздушной среды, поэтому нагрев происходит быстрее, экономя энергетические затраты.

Более простым и удобным вариантом исполнения является сухой ТЭН с керамической изоляцией. В данном случае нагреватель, размешенный в колбе, находится в воздухе. Эта недорогая конструкция отражается и на конечной стоимости нагревателя, выделяется высокой эффективностью, а также сказывается на легком обслуживании.

Работа сухого нагревателя исключает его непосредственный контакт с водой и опасность поражения электричеством. Если в обычном нагревателе резистивный элемент перегорел, то возможен его контакт со стенками трубки и на корпусе бойлера возникнет напряжение. У качественных сухих керамических нагревателей такое явление исключено.

Если он вышел из строя, то попросту перестаю функционировать. Но, некоторые опасные явления все-таки присутствуют. Стандартные трубчатые нагреватели можно увидеть в бытовых электротехнических приборах нагревающих жидкость. Воздушные сухие ТЭНы в быту встречаются реже, но они очень востребованы в промышленных отраслях.

Их использую для термической обработки газовых смесей, воздушной среды, в электрических калориферах, саунах, конвертерах, пушках в тепловых завесах.

Виды сухих трубчатых электронагревателей

Разные виды нагревателей могут также отличаться и формой. Сухой ТЭН изготавливается только в прямой форме, т. к. размещается в специальной защитной колбе, а обычные нагреватели могут выполняться в самой различной форме.
Обычные трубчатые электронагреватели для нагрева воды устанавливаются непосредственно в жидкость. Сухие ТЭНы помещаются в герметично запаянную трубку, которая предотвращает непосредственный контакт нагревателя с обогреваемой средой.
Обычные электронагреватели комплектуются анодом из магния, для предотвращения образования накипи внутри бака. При эксплуатации сухих ТЭНов анод помещают в бак через специально отведенное отверстие.
Сухими нагревателями можно комплектовать только бойлера, у которых объем свыше 50 литров. Из-за своих размеров они не могут устанавливаться в меньшие емкости.

Особенности конструкции гибких сухих нагревателей

Гибкие нагреватели предназначаются для высоко технологичного нагрева определенных сред. Главным их отличием от стандартных элементов нагрева является то, что им можно придать абсолютно любой формы без использования каких-либо инструментов. Гибкость при этом никак не влияет на эксплуатационные свойства нагревательного прибора. Такие элементы нагрева полноценно конкурируют по своим свойствам и мощности со стандартными моделями включительно и с жидкостными устройствами. Гибкие элементы нагрева в основном используют для обогрева пресс-форм и горячеканальных систем.

Читайте: Правила установки газовой колонки в частном доме: пошаговая инструкция

Технические данные

Сухие ТЭНы могут изготавливаться в широком ассортименте. Зависимо от типа конструкции и материала оснастки их можно использовать в различных средах. Контактный стержень может иметь различную длину вплоть до 60 см. Именно это значение определяет сферу использования ТЭНа. На основе характеристик среды требующей обогрева и места монтажа подбираются размеры и определенные свойства нагревателя.

Диаметр трубки может изготавливаться с разными показателями. Различные модели электронагревателей с разной мощностью определяют скорость выхода на рабочую температуру. Высоким спросом пользуются сухие ТЭНы для нагрева воздуха с мощностью 2 кВт для напряжения 380 Вольт. Устройства длиной от 40 сантиметров могут подключаться к сети 220 Вольт. Востребованы и другие типы нагревателей с диапазоном мощности от 0,2 до 10 кВт.

Особенности монтажа сухих ТЭНов

Установку и фиксацию производят за счет механических средств, в качестве которых могут применяться хомуты, втулки, зажимы и скобы. Не исключен способ крепления пайкой, но его стоит выполнять с осторожностью. Важно выдерживать расстояние между точками пайки от торца нагревательного элемента на 50 миллиметров.
Гибкие сухие ТЭНы обычно закрепляют с помощью специального клеевого раствора или механическим способом, укладывая нагреватель в специально отведенные пазы.

Особенности обслуживания

Производители стараются изготавливать максимально качественные нагреватели, обладающие высокими защитными свойствами для работы в жидкой среде. Но, важно понимать, что своевременное обслуживание оборудования значительно продлевает работу любого нагревательного устройства. Нагреваемые поверхности должны регулярно чиститься от возможных загрязнений. Интервалы между обслуживаниями зависят от рабочей среды и скорости загрязнений.
В эксплуатации гибких элементов нагрева необходимо использовать защитную смазку в местах контакта нагревательного прибора. Перед запуском оборудования нужно проводить удаление консервационной смазки, которая мешает оптимальной тепловой отдаче.

Слабые стороны сухих нагревателей

Существует ложное мнение, что сухие нагреватели не экономичны, т. к. между защитной колбой и резистивным элементом есть зазор. Изначально прогревается трубка, а уже потом жидкость. Специалисты с уверенностью опровергают данное мнение. Теплоотдача происходит внутри среды, поэтому тепловые потери минимальны. Диаметр нагревателя меньше диаметра защитной колбы на 2 миллиметра, воздушная прослойка небольшая.
Показатели мощности сухих ТЭНов ниже, чем у обычных нагревателей. Их мощность доходит до 1200 ватт, сравнительно с обычными на 2 кВт. Зато сухие нагреватели можно устанавливать по 2 штуки на один бойлер, общая разница в мощности получается незначительной.

Преимущества сухих ТЭНов

Простота обслуживания. Чтобы провести замену нагревателя нужна всего лишь отвертка для открепления защитной оболочки (колбы) и для того, чтобы отвинтить распорной винт. Больше никакие инструменты не нужны. Нагреватель вынимается и на его место устанавливается новый. В случае замены мокрого нагревателя придется сливать полностью всю воду из бойлера, откреплять фланец, и еще остатки не слитой воды могут промочить вас. При каждой замене придется брать новую прокладку для фланца. Такая работа дорогостоящая и грязная.
Если из строя вышел один установленный нагреватель вы можете его с легкостью заменить, не контактируя с другими. Воду сливать не нужно и даже нет необходимости снимать сам бойлер. Замена сухого ТЭНа максимально занимает около 10 минут, а у опытных пользователей и того меньше. Чтобы переустановить мокрый ТЭН, придется спустить воду, вынуть сам нагреватель, отвинтить гайки.

Какой нагреватель выбрать решать только потребителю. Ведь каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Если вы не можете определить для себя правильный вариант: сухой или мокрый ТЭН? Специалисты «Полимернагрев» с удовольствием помогут решить вам эту задачу и проведут полный расчет нужного устройства под ваше оборудование и среду.