Секционные сухие ТЭНы – классификация и применение

Используемые в бойлерах мокрые ТЭНы – недорогие нагревательные элементы, применение которых позволяет производителям существенно снизить себестоимость оборудования. При этом они обладают высоким КПД и способны в кратчайшие сроки нагреть воду до заданной температуры.

Недостаток мокрых нагревателей – они быстро выходят из строя. Основной причиной скорого перегорания спирали ТЭНы является накипь, которая неизбежно оседает поверхности. Частично решает проблему установленный анод и предварительное смягчение воды, но оба варианта имеют относительную эффективность. Магниевый стержень и водяной фильтр требуют регулярной замены, что создает определенные трудности ухода за бойлером.

Альтернативой мокрым ТЭНам выступают сухие, нагревательные элементы которых не имеют непосредственного контакта с водой. Нагрев осуществляется посредством защитной колбы.

Конструкция сухих секционных водяных ТЭН

Нагревательный элемент сухих нагревателей выполнен в виде керамического стрежня, разделенного на секции. Источником тепла здесь выступает резистивная нихромовая проволока. Мощность отдельного стержня зависит от диаметра и количества керамических секций, но не может быть более 1,2 кВт. Поэтому в бойлерах большого объема устанавливается несколько сухих ТЭН.

Для защиты нагревательного элемента от контакта с водой используется специальная колба. Она может быть выполнена из легированной стали, нержавейки или керамики. Последние два варианта являются наиболее надежными, поскольку оба материала не подвержены коррозии.

Установленный в колбу стержень не контактирует с ее стенками. Таким образом полностью исключается вероятность коротких замыканий или пробоя на корпус бойлера даже в случае перегорания спирали.

В зависимости от модели средой для передачи тепловой энергии от нагревателя к колбе может быть воздух или специальное масло. Использование масляных ТЭНов считается более эффективным, что обусловлено высокой теплопроводностью среды.

Стоит учесть, что производимые «Электронагревом» сухие ТЭНы не ограничиваются использованием только в бытовых бойлерах. Компания изготовляет нагреватели по типовым, а также индивидуальным чертежам. Доступны модели, рассчитанные на работу в сети 220, 380 или 660 вольт.

Особенности высокотемпературной керамики

Если при изготовлении мокрого ТЭНа особое внимание уделяется материалу трубки, в которой расположена резистивная проволока, то в случае с сухими нагревателями – качеству керамики. Поэтому компания тщательно следит за сырьем, из которого изготовляются керамические элементы.

Преимущество керамики заключается в том, что под воздействием высоких температур она не изменяет форму, выдерживает многочисленные циклы нагрева/охлаждения без потери свойств. Кроме этого, керамические детали выступают отличным электроизоляционным материалом. Однако это относится только к качественной керамике. Изделия из плохого сырья не выдерживают длительного воздействие высоких температур. Они пересыхают и в последствии рассыпаются.

Основой сухого ТЭНа для бойлеров является особая теплоустойчивая керамика – периклаз. Она обладает высокой теплопроводностью, прочностью и не проводит электрический ток. Материал способен выдержать длительное воздействие щелочными растворами.

Промышленные модели сухих ТЭНов изготовляются из особо прочного типа керамики – стеатита. Сам минерал представляет собой разновидность тальковых руд, свойства которых напоминают чугун. Нагреватели со стеатитовым изолятором медленно прогреваются и остывают. Это свойство обеспечивает возможность поддержания температуры еще некоторое время после отключения питания.

Клеммные колодки ТЭНов выполнены из технического фарфора. Отличие этого типа керамики в том, что она изготовляется из каолиновой глины, характеризующейся высокой огнеупорностью. Эту горную породу используют при изготовлении кислотного и огнеупорного кирпича.

ПРЕИМУЩЕСТВА ЭКСПЛУАТАЦИИ СУХИХ КЕРАМИЧЕСКИХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ

Использование сухого ТЭНа вместо мокрого в бойлерах дает следующие выгоды:

• Плавный нагрев. Длительный прогрев нагревателя обеспечивает более точный контроль за температурой воды. А постепенное остывание позволяет сэкономить на потреблении электроэнергии.
• Разнообразие размеров. Секционная структура позволяет получить изделие длиной от 60 мм до 3 метров и диаметром – 30-57 миллиметров.
• Устойчивость к агрессивной среде. При производстве колбы из химически стойкой нержавеющей стали сухой ТЭН можно эксплуатировать для нагрева агрессивных кислот и щелочей.
• Безопасность. За счет отсутствия контакта между наружной оболочкой и нагревателем представленные устройства полностью безопасны для человека. Даже в случае перегорания спирали поражение электрическим током исключено.

Самое главное преимуществ сухих ТЭНов – их срок эксплуатации. Он как минимум в два раза дольше, чем у мокрых. При этом даже не придется каждый год выполнять чистку бойлера. Вполне достаточно осуществлять ее каждые 2-3 года. Есть случаи, когда сухой ТЭН проработал 12 лет в бойлере, который ни разу не чистили.

ПРИМЕНЕНИЕ СУХИХ ТЭН

Конструкция этого типа нагревателей позволяет использовать их не только для нагрева воды в бытовом бойлере, но и для решения различных технологических задач на производстве. В зависимости от модификации, они могут обеспечить нагрев до +800 градусов Цельсия. Столь внушительный показатель и высокая безопасность эксплуатации открывают большие возможности. Поэтому секционные керамические нагреватели применяются для подогрева нефтепродуктов, битума, различных химических веществ.

Крепление ТЭНа бывает:

• Фланцевое. Преимущественно используется при подключении промышленных моделей нагревателей. Это соединение удобно тем, что позволяет быстро достать ТЭН для проверки работоспособности или ревизии колбы.
• Резьбовое. Применяется для закрепления нагревателей, установленных в бытовых бойлерах. Как и в случае с фланцевым, это крепление обеспечивает возможность быстро получить доступ к детали без необходимости слива воды с водонагревателя.
• Приваренное. Отличаются высокой герметичностью, поэтому преимущественно используются при работе с агрессивными или легковоспламеняющимися веществами. В случае выхода из строя выполняется замена всего нагревателя вместе с колбой.

Специалисты «Электронагрев» могут подобрать оптимальный вариант крепления исходя из условий эксплуатации и характеристик нагревателя.

Критерии выбора сухого ТЭНа для бойлера

Чтобы приобретенный нагреватель идеально подошел под имеющийся бойлер, нужно обратить внимание на следующие моменты:

• Размер. Сухие ТЭНы выпускаются в широком диапазоне длины и диаметра. Недопустимо, чтобы он был слишком коротким или длинным и его элементы не влазили в колбу. Неправильный выбор размера приводит к ухудшению теплообмена между нагревателем, колбой и подогреваемой средой. В результате срок службы элемента снижается.
• Мощность. Следует выбирать ТЭН аналогичной мощности, что и старый. Если выбрать более мощный, это может привести к повышенной нагрузке на компоненты бойлера и выходу его из строя.
• Производитель. Приобретайте изделия только проверенных ТМ, которые выпускают ТЭНы в соответствии с ГОСТом. Если нагревательный элемент изготовлен по внутренним стандартам ТУ и СТО, это говорит о низком качестве устройства.

Обратите внимание, что мощность сухого ТЭНа зависит не только от его размера, но и от количества используемой в конкретной модели проволоки. Бывают однофазные, двухфазные, выполненные в виде треугольника или звездочки.

МОНТАЖ СУХИХ КЕРАМИЧЕСКИХ ТЭНОВ

Чтобы заменить сухой нагревательный элемент, не нужно полностью вынимать колбу и сливать воду с бойлера. Полный демонтаж может потребоваться только в том случае, если есть подозрение о протечке.

Прежде всего нужно отключить питание бойлера и только потом приступать к разбору панели управления и откидыванию концов к ТЭНу. Действовать следует аккуратно, поскольку в некоторых водонагревателях реле отключения находится в непосредственной близости к нагревательному элементу и температурному датчику.

После демонтажа старого ТЭНа осмотрите колбу на наличие повреждений. Только после этого приступайте к установке нового элемента, перед этим выполнив тщательную очистку от загрязнений, следов масла. Можно проверить сопротивление, чтобы убедиться в целостности нихромовой спирали.