ТЭНы для водонагревателей

Цены на ТЭНы в нашем магазине

Устройство ТЭНа для водонагревателя

Устройство стеатитового нагревательно элемента

От мокрого к сухому ТЭНу

Разновидности ТЭНов для водонагревателей

Выводы

Нагревательный элемент – это сердце электрического водонагревателя. Назначение нагревательного элемента – нагрев воды. Электрический ток, проходя через нагревательный элемент, нагревает его, и вследствие этого происходит нагрев воды в водонагревателе.

Нагревательные элементы для водонагревателя делятся на находящиеся непосредственно в воде «мокрые» и не находящиеся «сухие». На сегодняшний день известно два принципиально отличных по конструкции друг от друга нагревательных элемента в электрических водонагревателях: ТЭНы (трубчатые электрические нагреватели) и стеатитовые нагревательные элементы.

Устройство ТЭНа для водонагревателя

ТЭН для водонагревателя – это водяной нагревательный элемент, который состоит из нагревательной спирали Г с контактными стержнями В на концах. Нагревательная спираль запрессована в металлическую оболочку А (медную или из нержавеющей стали). Во избежание короткого замыкания на металлическую оболочку тэна водонагревателя (пробоя на корпус тэна), спираль имеет изоляцию от него наполнителем тэна Б, который является диэлектриком т.е. не дает замкнуть на корпус ТЭНа, но при этом имеет хорошую теплопроводность. В качестве наполнителя чаще всего используют порошок оксида магния или кварцевый песок. Контактные стержни также имеет изоляцию из герметика и керамики или термопласта по концам ТЭНа. При прохождении электрического тока через нагревательную спираль, вследствие ее большого омического сопротивления, практически вся электрическая энергия преобразуется в тепло. Тепло от спирали сквозь изоляционную засыпку доходит до медной или нержавеющей оболочки тэна, которая и нагревает воду в баке водонагревателя.

Устройство стеатитового нагревательно элемента

Предназначенные для помещения в металлические оболочки, керамические тэны с открытой спиралью изготавливаются из проволоки высокого сопротивления, которая натягивается на стеатитовый цилиндр или скобки. Нагрев осуществляется посредством конвекции воздуха и/или излучением. Температура проволоки может достигать 800°С. Нагревательные элементы могут изготавливаться с неравномерным распределением мощности по длине. При этом плотность мощности поверхности нагревателя - не более 9 Вт/см2.

Предостережение: керамический тэн должен быть защищен от повышенных вибрационных нагрузок и любого загрязнения материала (ржавчина, масло и т.д.)

Керамический элемент - с круглым сечением, представляет одиночный модуль цилиндрического нагревателя, а количество данных модулей зависит от длины (L), диаметра (Ø), мощности и предназначения нагревателя. Модули соединены между собой по оси, прикреплённые к фланцу, к которому можно подсоединить провода питания, либо из которого выходят непосредственно, если есть такое требование. Расстояние (Lm) - холодная зона, её длинна может меняться в зависимости от конструктивных особенностей водонагревателя.

Стеатитовый нагревательный элемент вставляется в железный кожух (колбу), которая контактирует с водой.

От мокрого к сухому ТЭНу

ТЭН при нагреве может непосредственно контактировать с водой («мокрый ТЭН»), а может и не контактировать. В этом случае  его вставляют в специальную герметичную металлическую колбу повышенной прочности, и тепло от ТЭНа передается воде через посредника (кожух). Такой ТЭН для водонагревателя называется «сухой».

Врагами «мокрого» ТЭНа являются накипь и электролитическая коррозия. Содержащиеся в воде соли жесткости налипают на его поверхность в виде накипи. Накипь уменьшает теплопередачу от поверхности нагревателя к воде. Вследствие этого, во-первых, увеличивается время нагревания воды и, соответственно, расход электроэнергии. А во-вторых – имеет место недостаточный отвод тепла от поверхности ТЭНа:  его температура оказывается выше нормальной рабочей. Это приводит к поломке водонагревателя.

Чтобы избежать ремонта накопительных водонагревателей, на трубопроводе холодной воды перед нагревателем устанавливают специальные фильтры для защиты от накипи. Но, пожалуй, наиболее эффективным способом борьбы с накипью является использование «сухого ТЭНа» – нагревательного элемента в защитной колбе, ограждающей его от прямого контакта с водой. Наличие кожуха привдит к тому, что температура воды у нагревающегося кожуха много меньше, чем температура ТЭНа, вследствии чего накипь образуются в гораздо меньших количествах. Также внутренняя поверхность водонагревателя получается однородной, что исключает гальваническую и электролитическую коррозию между ТЭНом и материалом внутреннего бака. Это повышает долговечность водонагревателя.

Если «мокрый» ТЭН может работать 2-5 лет, то «сухие» нагревательные элементы работают 10-15 лет. Разумеется при стабильном напряжении и хороших условиях эксплуатации.

Но рано или поздно даже такие нагревательные элементы вырабатывают свой ресурс. И тут обнаруживается второе приемущество технологии "сухого ТЭНа". Это возможность замены нагревательного элемента без слива воды из водонагревателя. Другими словами Вы можете выкрутить ТЭН из фланца и поехать в сервис-центр для его замены.

Технологию "сухого" нагревательного элемента разработали в середине 90-х годов. Родоначальником этой технологии считается французская компания Atlantic, 

Почти сразу лицензию на применение этой инновации купила компания AEG, и успешно применяла в некоторых моделях своих баков. После покупки компании AEG концерном Stiebel Eltron, лицензия была потеряна, поэтому в настоящий момент баки с "сухим ТЭНом" не выпускаются под этим брендом. Лицензия также была приобретена компанией Electrolux и Gorenje.

Узнать подробнее о водонагревателях AEG с "сухим ТЭНом" можно здесь. О водонагревателях Electrolux здесь.

Разновидности ТЭНов для водонагревателей

В зависимости от модели водонагревателя, нагревательные элементы в них могут иметь различную конфигурацию (форму) и мощность.

«Мокрые» нагревательные элементы всегда выполнены на основе ТЭНа. Отличаются типом крепления, наличием гнезда анода, формой ТЭНа и материалом.

Тип крепления - способ монтажа ТЭНа в бойлере.

Существуют ТЭНы на гайке (например Аристон - гайка 1,1/4), ТЭНы на фланце - например, ТЭНы на фланце диаметром 48мм, 63мм, 72мм, 82мм, 92мм (Тип Термекс). Различают литые фланцы тэна или штампованные фланцы тэна в зависимости от производителя водонагревателя.

наличие гнезда анода - наличие на фланце/гайке места для крепления анода и его диаметр. Есть ТЭНы без крепления под анод, а есть с резьбовым креплением под анод размерами резьбы М4, М5, М6, М8 (наиболее распространенные).

по форме ТЭН - зависит от типа бака бойлера, бывают прямые, гнутые в разном виде.

материалу ТЭНа - медные или нержавеющей стали

«Сухие» нагревательные элементы могут быть выполнены как на основе ТЭНов, так и на основе стеатитовых нагревательных элементов. Сухие ТЭНы как правило выполнены в виде стержня и различаются длиной и диаметром. Оболочка у этих ТЭНов как правило из нержавейки.

Стеатитовые нагревательные элементы не универсальны и изготавливаются конкретно под каждую модель водонагревателя. 

Выводы

Накопительный водонагреватель - это прибор, работающий довольно в жестких условиях. Он испытывает постоянные измененения температуры (нагрев, остывание), и, как следствие, постоянные деформации внутреннего бака. Кроме того, он работает как большой грязевик отстойник, в который все время выпадает осадок из воды. Состав осадка агрессивен. Он делает воду коррозионно активной. Коррозионно активная вода плюс соли жесткости, скачки напряжения в электросети, электролитическая и гальваническая коррозии неизбежно со временем выводят нагревательный элемент из строя. Важно понимать, что ТЭН водонагревателя - это расходный элемент.

"Мокрые" ТЭНы выходят из строя чаще, но они дешевле. "Сухие  ТЭНы" надежнее. Они редко выходят из строя. Исходя из нашего опыта, в водонагревателях с "сухими ТЭНами" чаще всего прогорает колба ТЭНа. Этот элемент - довольно дорогая и редкая запчасть. К счастью, колба прогорает довольно редко.

Наличие "сухих ТЭНов" не избавляет владельца от облуживания водонагревателя и замены магниевого анода, однако бойлер с "сухими ТЭНами" гораздо дольше проработает без обслуживания.

Водонагреватели с "мокрыми ТЭНами" практичнее в обслуживании.

Если  покупатель не собирается обслуживать бойлер, то накопительный водонагреватель с "сухими ТЭНами" - это его выбор.