Как врезать ТЭН в систему отопления?

Тэны для котлов отопления и радиаторов: особенности

Многие при поиске тех или иных схем отопления просто забывают о традиционных методах. В их число входят тэны для котлов отопления, работающих на разных видах топлива. Многие батареи и радиаторы часто включают в себя тэны. Но перед тем, как проводить монтаж оборудования, включая котел или другой прибор ,а также тэн, нужно взвесить все плюс и минусы такого решения.

Приборы рекомендуют применять для отопления строений с небольшой площадью, которые мало эксплуатируются в осенне-зимний период. Для этого элемент вставляется в радиатор внушительных габаритов. ТЭНы преимущественно применяют для обогрева гаражей, дачных домиков и других помещений.

Фото 1. ТЭН для радиатора с регулятором, мощность 1,5 кВт, производитель — «Tormec», Украина.

Используют их и для отопления частных одноэтажных строений, но крайне редко из-за высокой стоимости электричества. Здесь их чаще устанавливают не как основной, а как вспомогательный источник отопления на случай отключения газа.

Такие элементы питания подключают не только к газовой автономной системе отопления, но и к контуру, функционирующему на твердом топливе. Это особенно актуально, когда у обитателей дома нет возможности регулярно добавлять уголь или дрова в топку, а также следить за давлением и температурой внутри системы.

Важно! Для экономии электричества рекомендуется установить двухтарифный счетчик. Тогда ночью, когда стоимость электроэнергии ниже, система работает от ТЭНа, а днем — от твердого топлива.

Конструкция

• Корпус. Он изготовлен из электросварной или цельнотянутой трубки. Материал — нержавейка или углеродистая сталь, покрытие — хром или никель, сечение — округлое или плоское. Диаметр трубки зависит от модели прибора.

• Наполнитель. Представляет собой кварцевый песок или смесь кристаллических окислов магния.
• Спираль. Это нагревательный элемент устройства. Он выполняется из нихромовой проволоки.
• Контактный стержень в заделке.
• Герметик.
• Изолятор.

Достоинства и недостатки

1. экологическая чистота контура, поскольку устройство не требует какого-либо топлива, при горении которого в окружающую среду выделяются вредные вещества;
2. создает автономную конструкцию отопления, не зависящую от газа и твердого топлива;
3. компактные габариты;
4. большой выбор устройств разной мощности;
5. простой монтаж;
6. безопасность эксплуатации;
7. есть модели с терморегулятором, благодаря чему процесс отопления автоматизируется.

• высокая стоимость источника тепла (электроэнергии);
• устройство не подлежит ремонту, если вышла из строя спираль.

Целесообразность использования ТЭНа для отопления дома

Водонагревательные ТЭНы актуально применять, когда:

• в помещении создается независимый от центральной системы источник обогрева с регулируемой мощностью;
• требуется быстрый нагрев комнаты – ТЭН начинает работать сразу же при подаче напряжения;
• нужно дополнить существующую отопительную систему, добавить в нее стабильности;
• хочется сэкономить – при сильных заморозках будет работать основной котел, а в теплое время включаться ТЭН вмонтированный в радиатор.

Принцип работы нагревательных элементов

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

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.

Выбор места установки насоса

Современный циркуляционный насос «мокрого» типа, можно устанавливать, как в обратную, так и в прямую ветку отопления. Традиционно, циркуляционный насос ставится в «обратку» перед котлом, чтобы:

• Уменьшить износ и увеличить срок эксплуатации ротора насоса;
• Избежать закипания котла из-за вытягивания воздуха из котла насосом;
• Повреждения насоса из-за возможного закипания котла, особенно твердотопливного.

Схема насоса в прямом трубопроводе и Схема насоса в обратном трубопроводе

Отопление ТЭНами, как сделать, стоит ли использовать

ТЭН — электронагреватель жидкости в виде металлической трубки, внутри которой находится спираль. Конструкций, разновидностей множество. Нагреватели изготовляют и на крупный и на малых производствах.

Эти нагреватели массово устанавливаются, например, в электрических бойлерах и электрокотлах, поэтому производятся также известными производителями.

Но на любом рынке можно встретить ТЭНы предназначаются для установки в радиаторы отопления. Эти устройства изготовлены чаще в Польше, Украине, Китае. Они могут снабжаться встроенными термодатчиками, т.е. работать в полуавтоматическом режиме, отслеживая степень нагрева.

На основе таких электрических нагревателей, можно легко создать отопительный прибор своими руками. Чем и пользуются домашние мастера, конструируя простейший обогрев и «экономя» при этом, как они, думают, изрядные суммы денег.

Но так ли выгодно использовать ТЭНы?
Где обычно, в каких ситуациях, применяют эти электронагреватели воды? Как нужно устанавливать и применять ТЭНы…

Насколько большая выгода от ТЭНов

Если имеется старая батарея, то почему бы ее не превратить с помощью ТЭНа в систему отопления для небольшого подсобного помещения, — курятника, мастерской, гаража…

Существуют даже мифы, что тенами отапливать выгодно. Но «мечты разбиваются о суровую реальность», — электричеством отапливать дороже всего. Так как используется самый дорогой энергоноситель.

Неважно, имеется ли фирменный программируемый электрокотел, или установлена бочка с опущенным в нее на проволоке ТЭНом, — КПД подобных электронагревателей около 97%. А дальше платим по счетчику…

Обогреваться ночью

Но есть лазейка, — ночной дешевый тариф на электроэнергию. Узнать точно, о действующих тарифах и возможности подключения ночного, можно в местной электросети.

Правда и ночное электричество нельзя назвать дешевым, но в совокупности с показателем «Комфортность», ночное отопления становится весьма привлекательным для пользователя.
Какой вид топлива больше всего подходит для дома

Но цена на саму систему отопления с электрическим нагревом может значительно варьироваться.

Нагреватели в батареях

Когда в квартирах с центральным отоплением холодно, то отапливают дополнительно электричеством, а также газовой кухонной плитой или колонкой.

Вот тут и применяется парочка тяжелых чугунных батарей с ТЭНами. По сравнению с фирменными электроконвекторами они обладают гораздо большей теплоемкостью, поэтому их можно отключать на дольше и не следить за их работой. Но и нагрев соответственно продолжительнее.

Такие радиаторы умельцы устанавливают в основном в гаражах, где любят проводить время. Или, например, для обогрева животных в морозы на небольших фермах.

Оборудование систем отопления

Бывает, что на дачке, в гараже и т.п. имеются остатки былой системы отопления, например, пару батарей со стальными трубами. Вернуть систему к жизни проще всего, вставив в нее электрические нагреватели….

Но ТЭНы могут создавать и вспомогательный подогрев в домашней системе отопления. Электрический обогрев отлично дополняет твердотопливный котел. Особенно ночью, с дешевым тарифом. И здесь «самодельное производство» также востребовано.

Если в достаточно большой металлической трубе закрепить пару тенов по 2 кВт, то получится 4-киловаттный электрокотел. Нюанс в том, что ночью его можно включать в маломощную сеть 220 В, так как другие потребители «спят», кроме холодильника, например.

Такое «творение», на практике, может стать основным отоплением в течении сезона в утепленном доме, если, конечно, применяется буферная емкость — теплоаккумулятор.
Как подключить теплоаккумулятор в систему

Какая мощность понадобится

В системе отопления целого дома лучше использовать 2-киловатные образцы электронагревателей.

Но в отдельных радиаторах самодельных регистрах, обрезках отопления в гаражах… применять слишком мощные ТЭНы нельзя.

Дело в том, что тепловое реле не может считаться надежной защитой. А доводить жидкость до температуры кипения, перегревать прибор свыше +75 градусов — опасно.

Следовательно, мощность тена не должна быть больше, чем тепловая мощность, отдаваемая прибором при +70 градусах. Это примерно 75% от паспортной мощности радиатора.

Одна секция и чугунного и алюминиевого радиаторов (500 мм между трубами) обладает мощностью теплоотдачи 170 Вт при 90 град жидкости и 20 град воздуха. При +70 град. нагрева — одна секция — 140 Вт, 7 секций — 1080 Вт, 10 секц. — 1400 Вт.
Таким образом, для радиатора из 7 секций мощность ТэНа не должна быт больше чем 1 кВт. А для радиатора из 10 секций — не больше 1,4 кВт.

Труднее обстоит дело с самодельными регистрами, — неизвестна их теплоотдача. Остается лишь начинать использовать наименее мощные нагреватели.

Какие тены для радиатора выбрать

ТЭНы для радиаторов сделаны на основе заглушки (основания) со стандартным диаметром резьбы 40 мм. Остается из радиатора выкрутить нижнюю пробку, на ее место вкрутить нагреватель.

О подборе этих нагревателей по мощности для радиаторов было сказано выше. Не стоит брать более мощный приборы, во избежание аварийных ситуаций. Не нужно перегревать радиатор, добиваясь большей теплоотдачи.

Но эти нагреватели различаются и по длине. Для отдельно стоящего радиатора, без движения жидкости, предпочтительней тены подлиннее. Тогда и прогрев будет более равномерным.

В проточном электрокотле другой приоритет подбора — меньшее гидравлическое сопротивление. Минимизировать влияние нагревателей путем удачного подвода трубок и конфигурации их расположения для домашнего умельца не проблема.

Производитель, — «китайцев», по прежнему, ругают больше всего, лучшими ТЭНами считаются местного разлива — российско-украинские.

Как применяются

ТЭНы могут включаться комнатным термостатом. Тогда они управляются по заданной температуре воздуха.

Но в большинстве случаев используют нагреватели со встроенными температурным реле, — нагрев по температуре теплоносителя.

Жидкость при нагреве расширяется. Нельзя отдельные радиаторы, и другие замкнутые системы отопления, заполнять жидкостью полностью. В системах отопления для компенсации расширения используется расширительный бак.
Расширительные баки для системы отопления

В случае с отдельным радиатором достаточно оставить не менее 10% внутреннего объема не заполненным, — заливать радиатор по верхнюю пробку.

Установка ТЭНа следующая. Система сливается, выкручивается пробка радиатора, вкручивается тен. При этом обычно используется лен со смазкой в качестве уплотнителя (металл-по металлу).

Нагреватель подключается к электросети в соответствии с ПУЭ, с соответствующей изоляцией контактов.

Масло не допустимо

Можно встретить рекомендации залить радиатор маслом, — якобы получится аналог «масляного нагревателя». Прежде чем следовать подобным советам, рекомендуется изучить опыт «пиротехника», который налил масло на картон, поджег, а затем пробовал потушить.
Маслонаполненные промышленные электроагрегаты (например, высоковольтные маслянные разъединители) эксплуатируются с особыми мерами пожарной безопасности.

Если система замораживается, необходимо использовать незамерзающие жидкости, для одного радиатора можно использовать тот же автомобильный Тосол. Горючие жидкости недопустимы.

Встречаются и другие нарушения.

Конструирование своими руками — выгодно?

Самостоятельное конструирование электрообогревательных приборов не приветствуется по соображениям безопасности.

Гораздо целесообразнее приобрести готовый электрический обогреватель для помещений, например, электроконвектор, отвечающий требованиям… За его эксплуатационные качества несет ответственность производитель.

Экономическая целесообразность в ТЭНах может возникнут, как говорилось, когда в наличии имеется «заброшенная» и «бесплатная» оболочка для него.

Но вопросы безопасности, на самом деле, гораздо важнее, чем выгода, получаемая подобным образом.
Сейчас это понимают чаще, потому ТЭНами интересуются все меньше.

К тому же, средний по площади дом выгоднее отапливать электрокотлом с водяными радиаторами, чем отдельными конвекторами. Далее по теме — выгодно ли отапливать конвекторами электрическими

Как сделать систему отопления на базе тэна своими руками

К сожалению, бюрократические проволочки для установки котла в жилой дом, слишком хлопотны. Но без них не обойтись, если речь идёт о жилом доме.

Самостоятельные кустарные установки собираются на свой страх и риск и могут существовать только в дачных домах или гаражах, иначе штрафа от Энергонадзора не избежать. Как сделать тэны для отопления дома своими руками, описано ниже. Понадобятся следующие инструменты и материалы:

1. Металлические трубы. Диаметр зависит от объёма всей водяной системы.
2. Листовое железо. Из него будет собран корпус, заглушка и фланец.
3. Трубные тэны.
4. Пластиковая тара нужного объёма. Подойдёт обычная 10-литровая канистра.
5. Резиновый патрубок.
6. Сварочный аппарат.
7. Радиаторы. Количество зависит от числа комнат. Рассчитать секции нетрудно – для комнаты в 10 м², достаточно 6 элементов в радиаторе.

Итак, электронагреватель для отопления дома и нагрева воды – монтаж:

• Трубу диаметром до 90 см заваривают с одной стороны, получая подобие цилиндрического бака – это и есть корпус котла. В части, противоположной установке тэна, вырезают два отверстия, диаметрами сходными с системой, по которой будет циркулировать вода.
• На подготовленный круглый кусок листового железа прикручивают тэн и помещают конструкцию в бак таким образом, чтобы элемент не касался стенок – фланец будет играть роль крышки.
• Теперь монтируют систему отопления, последовательно соединяя радиаторы и трубы. Окончательно их соединяют с котлом через трубы при участии резинового шланга.
• Так как вода имеет свойство испаряться, то её потребуется периодически в систему доливать. Для этого монтируют из пластиковой канистры или ведра ёмкость с отверстием в дне под резиновый шланг. Его присоединяют к системе подачи, чтобы не разрушить перепадом температур стенки ёмкости.

Котёл и тэн для отопления дома готов. Сначала проверяют герметичность установки и затем его можно пускать в работу, соединяя с источником питания.

Нагревательные элементы (ТЭНы) имеют много положительных характеристик:

• экономичность и эффективность – при превращении электричества в тепло, потери энергии практически отсутствуют;
• несложный монтаж — ТЭН для батареи отопления установить можно даже самостоятельно и для этого не требуется оформлять специальное разрешение в различных инстанциях. К каждому прибору прилагается подробная инструкция производителя, поясняющая порядок подключения и правила эксплуатации;
• долговечность – она достигается благодаря хромированию и никелированию;
• компактность;
• безопасность;
• электрический ТЭН с терморегулятором для отопления капиллярного типа позволяет регулировать температуру с высокой степенью точности;
• экономить потребление электроэнергии позволять то, что прибор работает импульсами;
• доступная стоимость;
• наличие дополнительных функций.

Помимо положительных качеств такой прибор как ТЭН для батарей отопления имеет несколько недостатков:

• высокая себестоимость электро обогрева жилых помещений за счет цен на электроэнергию;
• не во всех населенных пунктах на территории страны электрическая мощность от подстанции позволяет использовать данные приборы.

Как самостоятельно обустроить электрическую систему отопления

Для начала, нужно определиться с нужной мощностью и другими необходимыми функциями. Затем необходимо точно знать производительность электрического ТЭНа, чтобы проводка не перегорела или не пришлось покупать еще один дополнительный кабель. Для этого нужно обратиться в энергетическую службу города.

Чтобы сконструировать электрический котел самостоятельно, вам понадобятся такие элементы: бак и электрический ТЭН для батарей отопления. Но обязательно нужно помнить, что самодельная обогревательная система может из-за некоторых ошибок неправильно работать или вовсе не работать, а это может привести к непрогретому помещению. Чтобы такое устройство работало нормально, нужно купить и поставить специальную защитную коробку, которую нужно выбирать в соответствии с мощностью электрического ТЭНа.

В систему отопления, кроме электрического котла и бака, также входят еще и металлические трубы.

Батареи и радиаторы можно поставить самостоятельно, но для этого нужно знать слесарное дело, которое знают уже опытные мастера-слесари. Также будет нужна и помощь сварщика для того чтобы все подсоединения теплоносителя к радиатору были правильно, а главное – качественно присоединены друг к другу.

Ставится система с насосом для циркуляции жидкости. Электрические котлы уже имеют специальные датчики температуры, которые можно и нужно использовать.