Водонагреватели с сухим ТЭНом
Решили немного рассказать вам о водонагревателях с «сухим» ТЭНом, чем они так примечательны, за счет чего лучше других и почему они считаются самыми надежными.
Что такое «сухой» ТЭН:
Нагревательный элемент, установленный в накопительном водонагревателе, изолированный от воды специальной колбой, и не имеющий прямого контакта с водой. Внешне сухой ТЭН выглядит как сдвоенный металлический стержень, который помещен в эмалированную с внешней стороны колбы. Нагревательный элемент нагревает колбу, а она уже согревает воду.
Преимущества сухих ТЭНов:
Отсутствие контакта с водой — главный плюс. За счет того, что он изолирован, сам нагревательный элемент живет дольше.
Жесткая вода – не помеха. Если есть скважина на даче или в саду, то скорее всего она очень богата минералами, только вот на «мокром» ТЭНе это скажется очень негативно и существенно снизит длительность его работы. Сухому ТЭНу – пофиг. Также жесткая вода часто встречается и в городских квартирах. Для определения степени жесткости воды можно использовать специальную лакмусовую бумажку, которая покажет её уровень. Часто идет в комплекте с ультразвуковыми увлажнителями воздуха .
Возможность замены своими силами. Нет ничего проще, чем заменить сухой ТЭН. С мокрым все намного сложнее – нужно снять крышку, открутить фланец и только потом достать сам нагревательный элемент, а при этом надо еще предварительно слить воду и позаботиться о том, куда польются остатки этой воды, так как даже патрубок холодной воды находится выше уровня дна, поэтому в водонагревателе литров 5 еще остается, а при открученном фланце они все потекут на пол. Сухой ТЭН можно заменить вообще без каких-либо трудностей и специальных навыков: весь процесс занимает минут 5 и потребуется только отвертка.
Какие сухие ТЭНы бывают:
Чаще всего в водонагревателе используется два сухих ТЭНа одинаковой или разной мощности, при этом даже если их и больше одного, то вообще не факт, что у вас будет возможность управлять мощностью водонагревателя. К примеру, если заявленная мощность 1.5 кВт, то вполне возможно, что внутри находится 2 х 750 ватт, которые могут работать только в паре.
Есть система независимых нагревательных элементов, это значит, что каждый нагревательный элемент может работать индивидуально. Встречается не часто. Как это выглядит на практике: допустим, у вас есть водонагреватель мощностью 2 кВт. Внутри него установлена 2 тэна – 0.7 кВт и 1.3 кВт, в сумме = 2 кВт. Значит мы можем включить как отдельно самый маленький тэн и наш водогрей будет работать в минимальном режиме – 700 ватт, можем включить на средней мощности – 1.3 кВт, можем включить сразу оба – 2 кВт. Зачем все это надо, спросите вы? Надо, так как иногда в сети находится очень много приборов и общее число кВт близится к тому, чтобы выбило все пробки, а тут у вас будет возможность поставить устройство на 30% своей мощности.
Мокрый или сухой ТЭН:
Если вам нужен водонагреватель для регулярного использования, то здесь рациональнее всего отдать предпочтение именно сухим тэнам, по совокупности качеств они лучше остальных. Какой бак должен быть с сухим ТЭНом – из нержавейки или эмали – без разницы. Что нержавейка, что эмаль имеет одинаковые шансы потечь, но если оба бака сделаны хорошо, то они оба (и эмаль, и нержавейка) будут служить одинаково долго.
Купить водонагреватель с сухим ТЭНом – это более надежно, чем использование классического мокрого нагревательного элемента.
Мокрый или сухой: какой ТЭН водонагревателя выбрать?
ТЭНы предназначены для преобразования электрической энергии в тепловую. Устройства устанавливаются в проточных и накопительных водонагревателях. По конструкции различают две группы нагревательных элементов — «сухие» и «мокрые» (погружные). В этой статье рассмотрим преимущества и недостатки обоих видов.
«Мокрые» ТЭНы
Нагревательные элементы такого типа представляют собой герметичную трубку (колбу) со спиралью внутри. Трубка заполнена сыпучим наполнителем. Часть, контактирующая с водой, изготовлена из меди, титана, нержавеющей стали или сплава с высокой теплопроводностью. Спираль производят из нихрома или другого материала с высоким электрическим сопротивлением.
Нагревательный элемент погружается в воду, поэтому ТЭНы называют «мокрыми». Устройства часто объединяют в группы по несколько штук на общем креплении. Группы нагревательных элементов промышленных бойлеров объединяют в ступени мощности, подключенные к одному контактору. Такое решение используется в водонагревателях с ТЭНами серии АВП от компании «Невский».
«Мокрые» ТЭНы отличает:
- Быстрый нагрев. Непосредственный контакт колбы с водой обеспечивает быструю передачу тепла.
- Низкая инерционность. Температуру воды в бойлерах с «мокрыми» нагревательными элементами можно регулировать быстрее.
- Низкая цена. Конструкция устройства относительно проста, поэтому стоимость будет меньше.
«Мокрые» нагревательные элементы подвержены образованию отложений. При высокой жесткости воды высокая температура поверхности способствует нарастанию накипи. К недостаткам также относят относительно недолгий срок службы и риск деформации спирали.
«Сухие» ТЭНы
Конструкция нагревательных элементов этого типа аналогична «мокрым» ТЭНам. Разница лишь в наличии дополнительной колбы из керамики или другого материала. ТЭН помещен в защитный кожух, который контактирует с водой.
- Длительный срок службы за счет отсутствия прямого контакта нагревательного элемента с горячей водой.
- Медленное образование отложений благодаря материалу защитного кожуха и меньшей температуре поверхности.
- Отсутствие риска поражения током при утечке за счет диэлектрических свойств кожуха.
К недостаткам относят относительно невысокую скорость нагрева воды. Температура на поверхности кожуха меньше, чем на поверхности металлической колбы «мокрого» ТЭНа, поэтому вода медленнее прогревается. Соответственно, ниже скорость реакции на изменение настроек термостата. Кроме того, конструкция «сухого» ТЭНа сложнее, что отражается на его стоимости.
«Мокрый» ТЭН
«Сухой» ТЭН
Плюсы
Мокрый или сухой ТЭН в электрическом водонагревателе — что лучше?
Не так давно все электрические бойлеры были устроены примерно одинаково. В основе — бак и электронагреватель. Остальные опции вроде анода, двойного ТЭНа и «умного» управления ничего принципиально не меняли. Появление сухого ТЭНа поделило все бойлеры на два вида, отличающиеся как конструкцией, так и эксплуатационными особенностями.
Что такое сухой и мокрый ТЭНы
В обычном накопительном водонагревателе ТЭН «мокрый» — он непосредственно контактирует с нагреваемой водой. Такой ТЭН представляет собой металлическую трубку, в которой спрятана спираль нагревателя.
При работе спираль раскаляется, передавая тепло внешней оболочке ТЭНа. Та, в свою очередь, нагревает воду в бойлере. При достижении заданной температуры срабатывает термостат и ТЭН отключается.
Сухой ТЭН с водой напрямую не контактирует. Он установлен внутри металлической колбы. Колба может быть как пустой, так и заполненной маслом или кварцевым песком для улучшения теплопередачи.
ТЭН сначала нагревает среду вокруг себя, затем тепло передается колбе и только после этого начинается прогрев воды. Так зачем нужны эти дополнительные ступени?
Зачем нужен сухой ТЭН
Со своими задачами «мокрый» ТЭН справляется неплохо, но только если вода не слишком жесткая. При нагреве воды соли жесткости, растворенные в ней, распадаются на углекислый газ и нерастворимый осадок — накипь. Чем выше температура воды и содержание в ней солей жесткости, тем больше образуется накипи.
Проблема «мокрого» ТЭНа в том, что рядом с ним температура воды всегда высокая — даже если сам бойлер настроен градусов на 40. В большинстве видов бойлеров ТЭН всегда включается на полную мощность и прослойка воды, непосредственно прилегающая к нему, прогревается до 70-80 °С за несколько секунд. Поэтому в жесткой воде ТЭН быстро обрастает слоем накипи.
Теплопроводность накипи невысока, тепло не успевает уходить в воду, металл трубки ТЭНа начинает перегреваться и в скором времени прогорает. Вода попадает внутрь ТЭНа, и это приводит к целому списку неприятностей.
- Во-первых, ТЭН при попадании воды непосредственно на спираль обычно выходит из строя.
- Во-вторых, через ТЭН вода из бойлера начинает вытекать наружу.
- А в-третьих, спираль ТЭНа находится под напряжением 230 В и это напряжение попадает в воду, использующуюся во всем жилище. Если бойлер не снабжен устройством защитного отключения, то можно получить удар током, даже просто прикоснувшись к крану. Все современные бойлеры снабжены УЗО — обычно он выглядит как белая коробка, закрепленная возле розетки.
Сухой ТЭН непосредственно с водой не контактирует. С водой контактирует колба, но ее площадь больше площади «мокрого» ТЭНа, поэтому, при том же количестве отдаваемого тепла, ее температура относительно невысока. В итоге накипи при использовании сухого ТЭНа образуется меньше. Кроме того, металл колбы толще, чем у ТЭНа и покрыт защитным слоем, затрудняющим оседание накипи.
Но у бойлеров с сухим ТЭНом есть свои особенности. Их эффективность и цена во многом зависит от конструкции колб и ТЭНов.
В самых бюджетных моделях бойлеров с сухим ТЭНом установлены одна или несколько стержневых колб. В них вставляются трубчатые ТЭНы, похожие на обычные «мокрые».
Это самый бюджетный, но и наименее эффективный вариант. Площадь колб-стержней не намного больше площади самих ТЭНов, так что температура их остается высокой. Поэтому накипи на них образуется много, и они так же прогорают.
Более эффективны модели с сухой колбой и стеатитовым ТЭНом. Последний представляет собой нихромовую спираль, закрепленную на основании из стеатита — материала с высокой теплопроводностью и теплоемкостью.
Спираль нагревается до высокой температуры (1000 °С и больше), стеатит равномерно распределяет это тепло по внутренней поверхности колбы. Площадь такой колбы намного больше, чем у сухого ТЭНа, поэтому температура ее относительно невелика. Накипи образуется меньше, но наличие воздушной прослойки между ТЭНом и колбой приводит к увеличению теплопотерь и времени нагрева бойлера.
Недостатки моделей с сухой колбой устранены в моделях, в которых колба заполнена маслом или белым (кварцевым) песком. Заполнение обеспечивает эффективную теплопередачу от ТЭНа к бойлеру. Теплопотери у таких бойлеров ниже, но стоят они намного больше и пока не сильно распространены. Кроме того, заменить вышедший из строя ТЭН в них намного сложнее, чем в моделях с сухой колбой.
Сравнение сухого и мокрого ТЭНа
Мокрый ТЭН можно вынуть из бойлера и почистить от накипи, продлив его работоспособность. Но это небыстрый и муторный процесс. Нужно слить воду, вытащить и почистить ТЭН, поставить его обратно и загерметизировать бойлер. С последним порой возникают проблемы. Может потребоваться заменить прокладку. В некоторых моделях прокладка сажается на герметик — тогда бойлером не получится пользоваться до застывания герметика.
При высокой жесткости воды такая операция может требоваться довольно часто — каждые 3–6 месяцев.
Тем не менее, своевременным профилактическим обслуживанием можно многократно продлить жизнь «мокрого» ТЭНа.
В бойлере с сухим ТЭНом при высокой жесткости воды накипь тоже образуется. Рано или поздно она покроет колбу, металл начнет перегреваться и в нем ускорится коррозия. Поэтому колбу нужно все же иногда доставать и чистить. Но делать это нужно намного реже, чем в случае с сухим ТЭНом. Особенно если у бойлера есть магниевый анод — он замедляет коррозию металла в баке.
Но все же хотя бы раз в несколько лет чистить придется и бойлер с сухим ТЭНом. Проще всего совместить это с заменой магниевого анода — это требуется делать по мере его износа. Обычно — раз в 1–5 лет. Кроме того, при чистке колбы имеет смысл почистить и сам бак от скопившейся грязи и ржавчины с анода. Хотя бы для того, чтобы эта грязь не распространялась дальше по системе ГВС.
Способы защиты от накипи
Сухой ТЭН — не единственный способ защиты от накипи. Но другие способы часто неприменимы, слишком дороги или менее эффективны.
- Установка температуры бойлера ниже 50 °С снижает количество накипи внутри бойлера, но не защищает ТЭН полностью. Слой воды возле ТЭНа во время работы всегда горячий. Но из 50 литров воды температурой 80 °С можно получить 100–150 литров теплой. А при температуре в 40 °С объем доступной теплой воды сильно сократится. А еще температура ниже 60 °С может спровоцировать развитие бактерий в водонагревателе.
- Существуют бойлеры с возможностью регулировки мощности. Уменьшение мощности ТЭНа (экорежим) снизит и температуру его поверхности. В паре с невысокой температурой в бойлере это обеспечит меньшее образование накипи на ТЭНе. Но при этом возрастет время подготовки очередной порции воды.
Вывод
Если вода в вашем доме жесткая, использование сухого ТЭНа в бойлере — оптимальный способ получения горячей воды в кране без частых профилактических чисток бойлера от накипи. Наиболее эффективны модели со стеатитовым ТЭНом и с заполненной колбой. Обращайте внимание на наличие магниевого анода в бойлере и своевременно меняйте его при износе.
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.
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.