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
Электронагреватели разделены по классификациям, которые основываются, зависимо от принципиальных схем работы и рабочей среды. От указанных требований зависят показатели прочности нагревателя, его конструктивное решение и защита от высокой температуры.
В соответствии с областями использования воздухонагреватели делятся по значениям поддерживаемого напряжения в зависимости от решаемой проблемы. Универсальным обогревателем классического типа можно считать воздухонагреватель на 220 вольт. Используется в бытовой технике, в производственных помещениях для подогрева жидкостей в соответствии с технологическими процессами. В специальных областях промышленности применяют сухие нагревательные элементы на 380 или 660 вольт.
Материалы изоляции
Обычный сухой нагреватель для воздуха состоит из металлической трубки со спиралью из проволоки с высоким сопротивлением внутри нее. Чтобы обеспечить хорошую герметичность, компоненты должны плотно прилегать друг к другу, поэтому используется специальный изоляционный материал.
Потребитель должен знать, какие материалы входят в конструкцию электронагревателя. Сухие ТЭНы с металлическим оребрением выполнены из нержавеющей или углеродистой стали. Для каждого случая подходит индивидуальный вариант, поскольку рабочая среда предназначена для собственных параметров воздействия на материал. Универсальным свойством материала является коррозионная стойкость. Для сухих нагревателей такие требования невысоки по сравнению с жидкостными нагревателями.
Устройство сухого ТЭНа
- 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.
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.
