ТЭН для водонагревателя: назначение, принцип работы

Доброго времени суток, мои дорогие читатели! В моих статьях я часто упоминаю слово ТЭН, еще нигде толком о них ничего не рассказывал. Этот недочет необходимо исправить!

Поэтому я и решил написать данную статью, в которой дам краткий ликбез по данной (достаточно обширной) теме.

А в одной из следующих статей я расскажу как подключать ТЭНы у электрического котла.

Сразу скажу, что не претендую на полноту обзора и буду рад вашим замечаниям и комментариям, на основе которых можно будет дополнить данную статью. Итак, начнем с определения.

Тэн для водонагревателя: назначение

Наличие горячей воды основа комфорта для всех. Для этой цели на рынке представлен широкий выбор бойлеров. Главный источник подачи горячей воды для домашнего отопления — водонагреватель. Довольно популярны электрические нагреватели, потому на рынке бытовой техники продаются самые разные модели подобных агрегатов. Важнейшую роль в его конструкции играет нагревательное устройство – ТЭН. Это своего рода внутренний аккумулятор, расшифровывается как Трубчатый электронагреватель. Деталь представлена металлической трубкой разной формы для различных моделей бойлеров.

Итоги

Устройство ТЭНа

– продукт многолетней разработки. Долгий путь его создания привел к тому, что конструкция трубчатого нагревательного элемента позволяет получить максимум тепла при минимальных затратах и вложениях, недостатки этого типа нагревательных элементов весьма условны и легко решаемы, а расчеты, необходимые для корректной эксплуатации, просты в выполнении.

Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.

Заказать изготовление ЗАДАТЬ ВОПРОС

Виды нагревателей

Разделяют подобные элементы на:

«мокрые», непосредственно соприкасающиеся с водой внутри котла;
«сухие», не контактирующие с жидкостью.

На сегодня два разных по конструкции нагревателя различают:

магнитные;
фланцевые ТЭНы;
стеатитовые.

Чтобы определить лучший элемент, нужно знать отличия конструкций. «Мокрый» является открытым устройством. В его конструкции присутствует пустотелая трубка, которая заполнена веществом, проводящим тепло, например, песком кварца. «Внутренностью» нагревателя является проволочная спираль из нихрома.

В закрытой модели нагревателя изолировано запаянной колбой высокой прочности из керамики. Для колбы используют силикат магния, а также стеатитовый элемент. Благодаря этому отличию в конструкции тепло от ТЭНа передается через соприкасающийся с водой чехол.

Закрытые элементы имеют следующие свойства:

высокая безопасность, за счет чего замыкание исключается;
простота в использовании;
большой срок работы;
экономичность;
можно отремонтировать.

Это прочно запаянная нихромовая спираль в металлическом корпусе.

Недостатками этих устройств являются лишь высокая цена, а также низкая скорость нагрева. Также следует заметить, что для этих элементов требуется умеренная наполненность бака. Нужно наполнить бак на четверть, чтобы нагреватель полностью погрузился в жидкость.

К достоинствам открытых видов нагревателей относится быстрый нагрев и невысокая стоимость.

Внутреннее устройство электронагревателей

Внутреннее устройство удобно рассматривать на примере трубчатой модели. Электронагреватель представляет собой заполненную термопроводником керамическую или металлическую трубку с расположенной внутри спиралью.

В месте фиксации трубки к фланцу находятся изолирующие втулки, которые делают невозможным контакт токопроводящей спирали с корпусом ТЭНа.

В большинстве моделей ТЕНов используются аналогичные комплектующие, однако их долговечность может отличаться в зависимости от качества сборки

Крепится электронагреватель преимущественно фланцевым соединением, которое позволяет герметизировать внутреннюю среду отопительного прибора от внешнего пространства. Недостатком такой конструкции является невозможность замены спирали при её внутреннем перегорании.

Характеристики ТЭНа бойлера

Открытые виды устройств имеют такие характеристики:

крепления бывают по типу гаечных и фланцевых (штампованный, литой);
могут не иметь анодные крепления;
элементы бывают прямой или гнутой формы в разных направлениях.

Закрытые устройства безопаснее, благодаря отсутствию опасности замыкания.

Достоинством закрытых ТЭНов является:

защита от замыкания;
нетребовательность обслуживания;
экономия энергии;
возможность размещения нескольких ТЭНов;
продолжительность эксплуатации.

Трубчатый нагреватель, с запрессованной в наполнитель спиралью. Эта спираль сделана из проволоки, которая имеет высокое омическое сопротивление и соединена с контактными стержнями. Концы запаяны герметиком, а между ними установлен изолятор.

Изготавливают также оребренные ТЭНы, форма которых U-образная. Они обеспечивают большую скорость нагревания.

Предназначение отопительных ТЕНов

Электрические ТЭНы снискали популярность благодаря своей универсальности и высокому КПД. Вся потребляемая ими электроэнергия расходуется по прямому назначению – на обогрев окружающего пространства.

Основными отопительными приборами, где используются ТЕНы являются:

Переносные и стационарные масляные электрообогреватели.
Водяные радиаторы отопления.
Полотенцесушители для ванной.
Электрокамины.
Электроконвекторы.
Электрические котлы.

Указанное оборудование может использоваться в качестве основного или дополнительного источника обогрева. Стоит оно недорого, легко монтируется и не требует специальных навыков при эксплуатации.

Подключить ТЭН к чугунному радиатору центрального отопления можно после отсоединения общего стояка. Такой прибор можно использовать для основного и дополнительного обогрева

Причины выхода из строя

Срок функционирования нагревательного устройства не зависит напрямую от изготовителя. Любой может приобрести некачественную деталь, но даже оригинальная имеет предел прочности и со временем изнашивается.

Причиной поломки часто служит жесткость воды. Для предотвращения неисправности необходимо установить специальные механические или химические фильтры, смягчающие жесткость. Это продлит срок работы нагревателя.

Важно знать, что к поломкам приводит несвоевременная замена анода, защищающего нагревательные устройства от примесей и лишней щелочи. Заменить анод для водонагревателя можно после проверки его износа (проверка должна проходить один или два раза в год). В случае, если не выполнить это своевременно, повысится риск выхода из строя бака или нагревателя.

<<< Читать далее. Магниевый анод в водонагревателе – что это? Для чего он нужен?

Еще одна причина поломки вызывается пониженным напряжением.

При резком увеличении силы тока перегревается сердечник в ТЭНе, а это нередко приводит к перегоранию аппарата.

Одна из причин поломки — неисправный терморегулятор, своевременно подающий сигнал с управляющей панели бойлера. Если произошел сбой, сигнал не поступит вовремя, а это приведет к перегреву ТЭНа.

Важно проводить регулярно диагностику агрегата для продления его срока эксплуатации и предотвращения поломок.

Принцип работы устройства

Работает ТЭН по следующему принципу. При подключении к сети происходит нагрев внутренней спирали и передача энергии термопроводнику и наружной оболочке. В дальнейшем тепло передается окружающей жидкости, воздуху или твердому материалу.

При нагревании ТЕНа, погруженного в масло или воду, вокруг трубки создаются конвекционные потоки, которые перемешивают теплоноситель и способствуют его равномерному нагреву.

Электрические котлы известны своей надежностью и ремонтопригодностью. В них нет множества сложных деталей, поэтому они просты при эксплуатации и обслуживании

В безжидкостных отопительных приборах температура нагрева обычно ограничена, чтобы не повредить окружающие детали и не спровоцировать пожар.

Для ускорения теплообмена в них часто используется вентилятор, который обеспечивает циркуляцию воздуха как внутри прибора, так и в окружающем его помещении.

Как проверить тэн водонагревателя?

Для выполнения диагностики, проверки агрегата, необходимо его разобрать. Для этого нужно снять, а потом вытащить электронагреватель, почистить накипь. Затем осмотреть наружный корпус на наличие трещин, различных вздутий и иных внешних повреждений корпуса бойлера. Если такие типы повреждений есть, нужно срочно поменять электрический нагреватель, его нельзя отремонтировать. При отсутствии наружных повреждений нужно проверить аппарат мультимером.

В первую очередь проверяется целостность нити накала данного элемента. Для этой цели устанавливают в положение проверки специальный тестер. Потом плотно подсоединяют клеммы тестерного прибора с контактами ТЭНа. Если стрелка шкалы прибора находится на нуле, спираль устройства работает. Иначе, необходимо заменить устройство нагрева.

Одновременно необходимо проверить работоспособность бойлерного термостата, для чего клеммы термостата соединяют с контактами нагревательного устройства. Если мультиметр покажет на цепь, терморегулятор также исправен и ремонт проводить не нужно.

Во-вторую очередь, требует проверки возможность замыкания спирали, рост сопротивления на изоляции.

Для этого одна из клемм тестера подсоединяется к любому из контактов ТЭНа, а другим контактным концом нужно прикоснуться к оболочке электрического нагревателя. Если прибор для тестирования показывает цепь, то внутренняя спираль элемента касается корпуса бойлера, и требуется его заменить.

Подобные неисправности опасны риском удара током владельца нагревательного агрегата. Если диагностика показывает исправность устройства, можно выполнить проверку других его элементов.

Проверять на пробой надежнее так называемым мегомметром. Не все знают, как проверить ТЭН водонагревателя мультиметром, хотя это просто. Клемма прибора присоединяется к нижнему концу ТЭНа, а вторая — к корпусу. На приборе устанавливают напряжение для контроля на пробой: 500 В. Если нагреватель в рабочем состоянии, сопротивление будет около 0,5 Мом. Когда оно меньше, его снимают и заменяют. При отсутствии такого прибора его заменяют на контролирующую лампу. После подачи напряжения лампа загорится, прибор исправен.

Все описанные варианты проверки являются простейшими и помогают определить наличие неисправности электрообогревателя, а также грамотно починить. Но в случае отсутствия навыков диагностирования, лучше пригласить для этой цели специалиста.

Подбор нового тэна для бойлера

Сначала конструкторы бойлера устанавливают ТЭН, который идеально подходит к данной модели по объему, размерам, режиму функционирования, программному обеспечению. Но спустя 2-3 года, а иногда 4, это нагревательное устройство выходит из строя. И тогда приходится его заменять.

Совет! Не приобретайте нагреватель без места под крепление для анода.

При выборе ТЭНа необходимо руководствоваться такими правилами:

Нужно посмотреть модель вашего бойлера (указана на табличке на корпусе или в гарантийном талоне) и продиктовать ее консультанту магазина.
Купить электронагреватель по техническим характеристикам (мощности, габаритам), демонтировать старый, промыть бак, очистить от накипи и поставить новый ТЭН.

Если найти заводской вариант ТЭНа тяжело, или владелец не желает платить за дорогостоящее устройство следует действовать по другому алгоритму и найти универсальный нагревательный элемент:

Разобрать бойлер, вытащить из него ТЭН, запомнив, как он был закреплен. Заводские нагреватели прикрепляются к баку фланцевым основанием или монтажной гайкой. Новый ТЭН скопирует схему укрепления в бойлере. Иначе невозможно будет вставить его.
Очистить старый нагревательный аппарат от накипи, запомнить материал конструкции. Современные элементы делают из нержавеющей стали, иногда меди. Ставят в бойлерные установки и «сухие» устройства. Их корпус упакован в колбу из керамического материала. Для замены необходимо выбирать прибор из такого же материала. В противном случае разница потенциалов ускорит коррозийные процессы в корпусе.
Рассмотреть форму с габаритами нагревателя воды. Производители бойлерных установок снабжают их прямыми или согнутыми устройствами. Причем новая модель ТЭНа повторяет если не форму, то размеры корпуса старого элемента. В противном случае он не сможет поместиться в патрубке или будет упираться в стенку бойлерного бака.
Посмотреть в паспортных данных бойлера тепловую мощность вышедшего из строя элемента. Она колеблется, как правило, в границах 1,5 — 3 кВт. Новое устройство должно иметь ту же мощность. Приобретать более мощное устройство не стоит – он обязательно нарушит настройки панели управления, а также увеличит показатели электроэнергии.

Плюсы и минусы

Распространенность трубчатых ТЭНов обусловлена их многочисленными достоинствами:

высокая надежность при повседневной эксплуатации;
повышенная устойчивость к вибрационным и физическим ударным воздействиям;
способность выдерживать температуры в сотни градусов;
универсальность применения;
отличные показатели безопасности для потребителя.

Однако устройства обладают повышенными показателями металлоемкости. Наиболее значимым недостатком по-прежнему считается невозможность ремонта ТЭНа в случае его перегорания. Замена возможна лишь на элемент той же самой модели.

Как почистить тэн от накипи?

Известково-солевые наслоения на устройстве и внутри бойлерного бака образуется при длительной работе прибора. Известковая накипь имеет слабую теплопроводность. Потому и увеличивается расход энергии, а также время нагрева воды. Это снижает эффективность функционирования нагревающего прибора. Решить проблему можно, если очистить агрегат от накипевшего слоя механическим способом.

Начальный алгоритм действий таков:

отключить алгоритм от сети;
удалить воду из бройлерного бака:
перекрыть кран, подающий воду, а также общий вентиль, который подает в бак жидкость;
надеть на штуцер конец шланга;
слить всю воду из бака.

После удаления воды, необходимо снять поддон бака, предварительно открутив винтовые крепления. Далее следует поступать так:

снимается управляющая плата;
освобождаются провода;
вынимается из бака сломанный нагреватель.

Независимо от модели нагревателя воды, корректируется порядок действий. Можно также последовательность снятия ТЭНа лучше поэтапно сфотографировать. Затем, по фотографиям следует восстановить прибор, согласно правильной очередности. Механический способ очистки производится сразу же, пока известковый налет не засох и его легче снять. Делается это металлической щеткой, ножом и деревянной лопаткой, а потом остатки удаляют наждачной бумагой. Следует также знать, что от качества очистки зависит уровень теплоотдачи.

Внутренний корпус бойлера тоже необходимо очистить от накипевшего слоя. Его просто протирают тряпкой, очень осторожно, без применения химических средств. Специалисты считают, что накипь на стенках бойлерного бака защищает его от коррозии и служит изоляцией для воды, которая нагревается в приборе.

По окончании сборки осуществляется проверка. Электрическая проводка обязательно просушивается тщательным образом, а бак герметично закрыт. Если не зафиксировано протечек, можно заполнять нагреватель до верхнего края, а затем подключить к сети.

Можно также очистить застаревшие отложения на ТЭНе с помощью веществ химической промышленности. Для этой цели в эмалированной посуде готовится раствор концентрация и количество которого будет достаточно, чтобы в него погрузить нагреватель. Очищение производится на протяжении указанного в инструкции средства. Это, например, «Мелон ЖС17». Средство это больше подходит по той причине, что его раствор абсолютно безвреден для комплектующих бойлера из резины. В нем содержится ингибитор коррозийных процессов.

Из других средств применяется также уксусная кислота в следующем соотношении: стакан эссенции уксуса на 10 литров воды. Можно еще воспользоваться лимонной кислоты в количестве пары пакетов на 2 л холодной воды. Нагревательное устройство погружают в приготовленный раствор на 24 часа.

Усиливает эффект очищающей реакции нагревание подготовленного раствора не менее чем на полчаса. При употреблении перечисленных средств, необходимо избегать попадания раствора на уплотнительную резиновую прокладку. Это нарушит эластичность прокладок и возникновению протечек. Контроль поверхности устройства поможет определить, когда нужно вынимать из раствора, где он лежал.

Перед возвращением элемента обратно в котел, его необходимо вымыть большим количеством воды, а потом тщательно протереть. Если нагревательный агрегат установлен правильно и подключен к водопроводу, есть способ очищения снятого агрегата. Для очистки самого внутреннего корпуса бака, который остается наполненным на 1/3, через шланг, соединенный со сливным отверстием, заливают выбранный раствор. После этого шланг поднимают над уровнем бака и фиксируют. По истечении нескольких часов сливают залитый раствор, сам бак промывают, вытирают насухо и заливают чистой водой. После этого можно прибор нагревать.

Такую очистку делают регулярно, и своевременно, что сокращает затраты и время.

Мокрые и сухие ТЭНы – что влияет на срок работы

Пытаясь разобраться какие ТЭНы лучше, сухие или мокрые, многие делают ставку на срок надежной и бесперебойной работы нагревательной детали. В среднем эксплуатационный период может быть таким:

Мокрый ТЭН – 3-5 лет.

Сухой ТЭН – 15 лет.

В большей степени этот показатель зависит от качества используемой воды, ее жесткости и содержания солей. Немаловажным является и соблюдение правил использования оборудования, указанных производителем.

Образование накипи на ТЭНе водонагревателя

Чтобы уберечь ТЭН от образования коррозии и накипи, производители водонагревателей используют комплекс пассивной защиты. Кроме установки магниевого анода, собирающего на себя соли, применяется стекловидная эмаль для водонагревательных трубок

Инструкция по ремонту бойлера: замена нагревателя

Для замены вышедшего из строя нагревательного устройства можно его демонтировать по уже описанному выше варианту: перекрыть воду, слить ее из бака, снять защитную панельную крышку, предварительно отключив прибор от сети. Для подобных действий необходимо иметь отвертку. Фазометром требуется проверить, что на клеммах нет напряжения, а потом уже снимать нагревательный агрегат с креплений, отсоединять провода, предварительно необходимо сфотографировать начальную схему, чтобы избавиться от проблемы восстановления ее при установке нового устройства. Только после этого можно откручивать гайки, закрепляющие бойлер. Одновременно с заменой ТЭНа следует сменить анод, защищающий нагревательный агрегат от ржавчины и коррозии. Лишь после этого можно устанавливать новые детали. Важно, чтобы все контакты были высушены. Ведь иначе возникнет опасность замыкания.

8.1 Замена ТЭНа в водонагревателе Ariston

Когда бойлер вышел из строя, прежде чем его разбирать, следует:

Проверить наличие заземления.
Проконтролировать работу устройства отключения защиты.

Если неисправность электронагревателя и снижение функциональности связано с накипающим слоем, прибор доведется заменить. Возможно, замена элемента будет выполнена одновременно с очисткой внутренней части бака. Как и в любой модели бойлеров, замену главного элемента необходимо производить в одном порядке:

отключить от питания;
снять защитную крышку с теплового узла;
проверить, нет ли напряжения на соединительных клеммах;
запомнить или сфотографировать расположение проводов;
освободить клеммы;
снять термостат и терморегулятор;
перекрыть краны;
спустить воду из бойлера;
отвернуть гайку на крепёжной планке;
вытащить ТЭН внутрь бака вместе с анодом и фланцем;
очистить бак, отмыть его;
если элемент нагрева исправен, сменить анод, счистить накипевший слой;
заменить неисправный компонент на новый;
сменить анод;
собрать все назад.

После сборки агрегата ставится предохранительный клапан, чтобы избежать недопустимого уровня давления внутри бака. Устанавливается защитный редуктор, чтобы избежать колебаний давления, а также обратный клапан. Он сохранит элемент, если прекратится подача воды. Лучше перестраховаться, установив все предохраняющие средства, включая защиту от детей.

8.2 Замена ТЭНа в водонагревателе Thermex

Длинный алгоритм замены элемента в Thermex не каждому возможно соблюсти точно. Но при отсутствии средств на приглашение специалиста можно выполнить самостоятельно, строго придерживаясь инструкции:

Слить воду из бойлера. Для этого сначала следует открутить гайку патрубка для подачи горячей воды, затем открутить холодную.
Снять бойлер с болтовых креплений, перевернуть.
Поддеть отверткой заглушки, снять их. Следует запомнить, что в пластинке отверстия расположены не в центре. Кроме того, есть шуруп под фирменной наклейкой, которое не все обнаруживают.
Под крышкой открутить гайки на фланцах.
Достать прижимную шайбу, которую часто приходится поддевать отверткой, предварительно сфотографировать их положение.
Затем поддеть ТЭН.
На втором фланце большее количество проводов. Их необходимо отключить.
Открутить гайки, снять шайбу и достать ТЭН.
Открутить электронику полностью.
Под платой необходимо открутить еще шуруп.
Снять боковую крышку.
Налить воды в бойлер, слить ее. Повторять действие, пока воде не будет чистой.
Вставить новое устройство в отверстие, закрепить каждый фланец ТЭНа водонагревателя.
Надеть прижимную шайбу, которую затянуть гайками.
На второй конец ТЭН накручивают анод из магния.
Повторить шаги 15 и 16.
Надеть боковую крышку.
Вставить обратно плату, а потом термодатчики. Подключить так, как сфотографировано в пункте 5.
Поставить крышку и закрутить шуруп, который был под наклейкой.
Установить накладки и прикрепить на стенку!

Дополнительные функции электронагревателей

Выше были рассмотрены простейшие конструкции приборов, которые не имеют каких-либо встроенных регулировочных механизмов.

Блок терморегуляции может иметь механическую или электронную автоматику. Последняя более точна, но требовательна к параметрам домашней электросети

Но электронагреватели могут оборудоваться простейшей автоматикой, обеспечивающей устройству дополнительные функции.

К таковым относятся:

Терморегуляция. ТЕНы со встроенным терморегулятором для отопления имеют датчик температуры, который срабатывает при нагреве рабочей среды до определенного уровня. Регулировка электронагревателя происходит с наружной стороны фланца.
Антизамерзание. Эта функция обеспечивается упрощенным терморегулятором, который срабатывает только при понижении температуры до 0-2°C. Она препятствует замерзанию воды в трубах отопления, потребляя минимум электроэнергии.
Турбонагрев, который обеспечивает форсированный нагрев рабочей среды при первоначальном пуске оборудования. Необходимо помнить, что электропроводка помещения должна выдержать кратковременное повышение мощности.

Приборов, поддерживающих дополнительные функции, не так много, потому что зачастую регулирование работы отопительных приборов в целом производится с помощью отдельного блока автоматики.