Меню Закрыть

Блог

ТЭН для водонагревателя: назначение, принцип работы

Содержание:

1. Тэн для водонагревателя: назначение

Наличие горячей воды основа комфорта для всех. Для этой цели на рынке представлен широкий выбор бойлеров.
Главный источник подачи горячей воды для домашнего отопления — водонагреватель. Довольно популярны электрические нагреватели, потому на рынке бытовой техники продаются самые разные модели подобных агрегатов. Важнейшую роль в его конструкции играет нагревательное устройство – ТЭН. Это своего рода внутренний аккумулятор, расшифровывается как Трубчатый электронагреватель. Деталь представлена металлической трубкой разной формы для различных моделей бойлеров.

2. Виды нагревателей

Разделяют подобные элементы на:

  • «мокрые», непосредственно соприкасающиеся с водой внутри котла;
  • «сухие», не контактирующие с жидкостью.

На сегодня два разных по конструкции нагревателя различают:

  • магнитные;
  • фланцевые ТЭНы;
  • стеатитовые.

Чтобы определить лучший элемент, нужно знать отличия конструкций.
«Мокрый» является открытым устройством. В его конструкции присутствует пустотелая трубка, которая заполнена веществом, проводящим тепло, например, песком кварца. «Внутренностью» нагревателя является проволочная спираль из нихрома.

В закрытой модели нагревателя изолировано запаянной колбой высокой прочности из керамики. Для колбы используют силикат магния, а также стеатитовый элемент. Благодаря этому отличию в конструкции тепло от ТЭНа передается через соприкасающийся с водой чехол.

Закрытые элементы имеют следующие свойства:

  • высокая безопасность, за счет чего замыкание исключается;
  • простота в использовании;
  • большой срок работы;
  • экономичность;
  • можно отремонтировать.

Это прочно запаянная нихромовая спираль в металлическом корпусе.

Недостатками этих устройств являются лишь высокая цена, а также низкая скорость нагрева. Также следует заметить, что для этих элементов требуется умеренная наполненность бака. Нужно наполнить бак на четверть, чтобы нагреватель полностью погрузился в жидкость.

К достоинствам открытых видов нагревателей относится быстрый нагрев и невысокая стоимость.

3. Характеристики ТЭНа бойлера

Открытые виды устройств имеют такие характеристики:

  • крепления бывают по типу гаечных и фланцевых (штампованный, литой);
  • могут не иметь анодные крепления;
  • элементы бывают прямой или гнутой формы в разных направлениях.

Закрытые устройства безопаснее, благодаря отсутствию опасности замыкания.

Достоинством закрытых ТЭНов является:

  • защита от замыкания;
  • нетребовательность обслуживания;
  • экономия энергии;
  • возможность размещения нескольких ТЭНов;
  • продолжительность эксплуатации.

Трубчатый нагреватель, с запрессованной в наполнитель спиралью. Эта спираль сделана из проволоки, которая имеет высокое омическое сопротивление и соединена с контактными стержнями. Концы запаяны герметиком, а между ними установлен изолятор.

Изготавливают также оребренные ТЭНы, форма которых U-образная. Они обеспечивают большую скорость нагревания.

3.1 Материал

Главные металлы, используемые для изготовления детали:

  • нержавейка;
  • марки углеродистой стали;
  • керамика;
  • нихром;
  • мельхиор;
  • медь.

Подавляющее большинство ТЭНов изготовлено нержавеющей стали или меди. Первый вариант имеет повышенную теплопроводность, второй – хорошую стойкость к коррозии. Другие изготовлены из нихрома, к примеру, элементы Фастовского завода. Нихром относится к первоклассным материалам, потому как он обладает большим сопротивлением. На поверхности металл не окисляется, не выгорает, защищен от разрушения. На заводе в Фастове выпускают также мельхиоровые устройства. Медно-никелевые элементы используются в отопительных агрегатах при низких температурах.

Керамические элементы относятся к огнеупорным. Температура плавления материала равна 2030°С. При очень высокой температуре этот материал образует двуокись кремния. А это защищает его от поломок. Такие элементы используют в стекольной промышленности.

3.2 Производители

Нагреватели выпускают известные производители, например, такие фирмы, как Termowatt, Тимберк и другие. Эти корпорации выпускают наиболее качественные ТЭНы.

Thermowatt компания итальянского производителя отвечает всем характеристикам надежности и долговечности. Их легко монтировать. Они экономны в потреблении энергии, быстро греют воду, стоят дешево, имеют защиту от образования накипи, не нуждаются в постоянном контроле.

Timberk производит устройства, которые обладают высокой степенью защиты от влияния коррозии, накипи, примесей в воде. Он быстро нагревает воду. Компания не имеет большой популярности на рынке, поэтому на приборы нужно обращать внимания только в случае нужды.

Термекс тоже выпускается популярной итальянской компанией, которая занимается производством техники для нагрева воды. Устройства изготавливаются из меди, недорогие и качественные.

Оригинальные тэны Электролюкс выпускает шведская компания. Эти ТЭНы гарантируют длительную эксплуатацию, защищены от накипи, нетребовательны к качеству воды, имеют разные назначения.

3.3 Таблица технических характеристик

Трубчатые электронагреватели — наиболее распространенные модели для нагревательного устройства. Передается тепло в них с помощью конвекции или ИК-излучений, а также теплопроводности. Размеры и конфигурация трубки бывает различной, и в зависимости от этого параметра можно представить такую таблицу технических характеристик.

Таблица 1. Размер и конфигурация ТЭНов

Форма ТЭНа и трубкиМощность в киловаттах
U-образный вариант со штуцерамиОт 0.8 до 2,5, а иногда до 5 кВт/ч
Прямой вариант без штуцеров1 кВт
U-образный без штуцеров2 д — 2,5 кВт
Грибообразный, с дополнительными штуцерами2,5 — 3,5

Таблица 2. Характеристики материала изготовления ТЭНа

МатериалВид нагреваУдельная мощностьСреда для нагревания
Медь с латуньюНагревание до максимальной температуры на оболочках около 100 градусов по Цельсию9,0 Вт/см2Вода или слабые щелочные растворы с показателями рН от 5 до 9
Нержавеющая стальНагревание и кипячение до максимальной температуры на оболочках до 100 градусов по Цельсию15,0 Вт/см2Вода или слабые щелочные растворы с показателями рН от 5 до 7
Углеродистая стальНагревание, а также кипячение до максимальной температуры на оболочках до 100 градусов по Цельсию15,0 Вт/см2Вода или слабые щелочные растворы с показателями рН от 7 до 9
Нагрев в газовой, спокойной среде до показателя температуры на оболочке до 450 градусов Цельсия2,0 Вт/см2Воздух и различные газы, а также газовые смеси
Нагрев в среде, где скорость движения воздуха как минимум 6 м/с до температуры на оболочке до 450 градусов Цельсия5,5 Вт/см2Воздух и различные газы, а также газовые смеси
Нагрев в ванных и других емкостях, включая металлические3 Вт/см2Различные масляные составы и жиры
Нагрев до рабочего уровня температуры (450 градусов по Цельсию), что требует гарантированного контакта ТЭНа с нагреваемыми металлами5,0 Вт/см2Литейные формы, а также пресс-формы на производстве
Жаропрочная нержавеющая стальНагрев в газовой, спокойной среде до показателя температуры на оболочке более 450 градусов Цельсия5,0 Вт/см2Воздух, газ, а также различные газовые смеси
Нагрев в среде, где скорость движения воздуха как минимум 6 м/с до температуры на оболочке более 450 градусов Цельсия6,5 Вт/см2Воздух, газ, а также различные газовые смеси

В бытовых устройствах для отопительной системы мощность ТЭНа свыше 2,5 кВт неактуальна, поскольку проводка квартиры не способна выдержать такой нагрузки. Другие, более мощные, варианты используются только на больших производствах и в заводских цехах для различных производственных целей.

Время нагрева воды в бытовом бойлере указано в следующей таблице.

Таблица 3. Время нагрева до 75-800С

Емкость бакаМощность тэнаВремя нагрева
30 литров1000W-1500W1-1,5 часа
50 литров1500W-2000W1,5-2 часа
80 литров1500W-2000W2,5-3 часа
100 литров1500W-2500W2,5-4 часа

3.4 Принцип работы

Функционирует устройство по такому принципу:

  • при включении в сеть оно нагревает спираль внутри элемента;
  • передается энергия термопроводнику и внешнему корпусу;
  • тепло переходит в окружающую среду. Это может быть вода, воздух и пр..

В отопительных агрегатах температура нагрева, как правило, ограниченная. Это делается для предохранения от пожара.

4. Причины выхода из строя

Срок функционирования нагревательного устройства не зависит напрямую от изготовителя. Любой может приобрести некачественную деталь, но даже оригинальная имеет предел прочности и со временем изнашивается.

Причиной поломки часто служит жесткость воды. Для предотвращения неисправности необходимо установить специальные механические или химические фильтры, смягчающие жесткость. Это продлит срок работы нагревателя.

Важно знать, что к поломкам приводит несвоевременная замена анода, защищающего нагревательные устройства от примесей и лишней щелочи. Заменить анод для водонагревателя можно после проверки его износа (проверка должна проходить один или два раза в год). В случае, если не выполнить это своевременно, повысится риск выхода из строя бака или нагревателя.

<<< Читать далее. Магниевый анод в водонагревателе – что это? Для чего он нужен?

Еще одна причина поломки вызывается пониженным напряжением.

При резком увеличении силы тока перегревается сердечник в ТЭНе, а это нередко приводит к перегоранию аппарата.

Одна из причин поломки — неисправный терморегулятор, своевременно подающий сигнал с управляющей панели бойлера. Если произошел сбой, сигнал не поступит вовремя, а это приведет к перегреву ТЭНа.

Важно проводить регулярно диагностику агрегата для продления его срока эксплуатации и предотвращения поломок.

5. Как проверить тэн водонагревателя?

Для выполнения диагностики, проверки агрегата, необходимо его разобрать. Для этого нужно снять, а потом вытащить электронагреватель, почистить накипь. Затем осмотреть наружный корпус на наличие трещин, различных вздутий и иных внешних повреждений корпуса бойлера. Если такие типы повреждений есть, нужно срочно поменять электрический нагреватель, его нельзя отремонтировать. При отсутствии наружных повреждений нужно проверить аппарат мультимером.

В первую очередь проверяется целостность нити накала данного элемента. Для этой цели устанавливают в положение проверки специальный тестер. Потом плотно подсоединяют клеммы тестерного прибора с контактами ТЭНа. Если стрелка шкалы прибора находится на нуле, спираль устройства работает. Иначе, необходимо заменить устройство нагрева.

Одновременно необходимо проверить работоспособность бойлерного термостата, для чего клеммы термостата соединяют с контактами нагревательного устройства. Если мультиметр покажет на цепь, терморегулятор также исправен и ремонт проводить не нужно.

Во-вторую очередь, требует проверки возможность замыкания спирали, рост сопротивления на изоляции.

Для этого одна из клемм тестера подсоединяется к любому из контактов ТЭНа, а другим контактным концом нужно прикоснуться к оболочке электрического нагревателя. Если прибор для тестирования показывает цепь, то внутренняя спираль элемента касается корпуса бойлера, и требуется его заменить.

Подобные неисправности опасны риском удара током владельца нагревательного агрегата. Если диагностика показывает исправность устройства, можно выполнить проверку других его элементов.

Проверять на пробой надежнее так называемым мегомметром. Не все знают, как проверить ТЭН водонагревателя мультиметром, хотя это просто. Клемма прибора присоединяется к нижнему концу ТЭНа, а вторая — к корпусу. На приборе устанавливают напряжение для контроля на пробой: 500 В. Если нагреватель в рабочем состоянии, сопротивление будет около 0,5 Мом. Когда оно меньше, его снимают и заменяют. При отсутствии такого прибора его заменяют на контролирующую лампу. После подачи напряжения лампа загорится, прибор исправен.

Все описанные варианты проверки являются простейшими и помогают определить наличие неисправности электрообогревателя, а также грамотно починить. Но в случае отсутствия навыков диагностирования, лучше пригласить для этой цели специалиста.

6. Подбор нового тэна для бойлера

Сначала конструкторы бойлера устанавливают ТЭН, который идеально подходит к данной модели по объему, размерам, режиму функционирования, программному обеспечению. Но спустя 2-3 года, а иногда 4, это нагревательное устройство выходит из строя. И тогда приходится его заменять.

Совет! Не приобретайте нагреватель без места под крепление для анода.

При выборе ТЭНа необходимо руководствоваться такими правилами:

  1. Нужно посмотреть модель вашего бойлера (указана на табличке на корпусе или в гарантийном талоне) и продиктовать ее консультанту магазина.
  2. Купить электронагреватель по техническим характеристикам (мощности, габаритам), демонтировать старый, промыть бак, очистить от накипи и поставить новый ТЭН.

Если найти заводской вариант ТЭНа тяжело, или владелец не желает платить за дорогостоящее устройство следует действовать по другому алгоритму и найти универсальный нагревательный элемент:

  1. Разобрать бойлер, вытащить из него ТЭН, запомнив, как он был закреплен. Заводские нагреватели прикрепляются к баку фланцевым основанием или монтажной гайкой. Новый ТЭН скопирует схему укрепления в бойлере. Иначе невозможно будет вставить его.
  2. Очистить старый нагревательный аппарат от накипи, запомнить материал конструкции. Современные элементы делают из нержавеющей стали, иногда меди. Ставят в бойлерные установки и «сухие» устройства. Их корпус упакован в колбу из керамического материала. Для замены необходимо выбирать прибор из такого же материала. В противном случае разница потенциалов ускорит коррозийные процессы в корпусе.
  3. Рассмотреть форму с габаритами нагревателя воды. Производители бойлерных установок снабжают их прямыми или согнутыми устройствами. Причем новая модель ТЭНа повторяет если не форму, то размеры корпуса старого элемента. В противном случае он не сможет поместиться в патрубке или будет упираться в стенку бойлерного бака.
  4. Посмотреть в паспортных данных бойлера тепловую мощность вышедшего из строя элемента. Она колеблется, как правило, в границах 1,5 — 3 кВт. Новое устройство должно иметь ту же мощность. Приобретать более мощное устройство не стоит – он обязательно нарушит настройки панели управления, а также увеличит показатели электроэнергии.

7. Как почистить тэн от накипи?

Известково-солевые наслоения на устройстве и внутри бойлерного бака образуется при длительной работе прибора. Известковая накипь имеет слабую теплопроводность. Потому и увеличивается расход энергии, а также время нагрева воды. Это снижает эффективность функционирования нагревающего прибора.
Решить проблему можно, если очистить агрегат от накипевшего слоя механическим способом.

Начальный алгоритм действий таков:

  • отключить алгоритм от сети;
  • удалить воду из бройлерного бака:
  • перекрыть кран, подающий воду, а также общий вентиль, который подает в бак жидкость;
  • надеть на штуцер конец шланга;
  • слить всю воду из бака.

После удаления воды, необходимо снять поддон бака, предварительно открутив винтовые крепления. Далее следует поступать так:

  • снимается управляющая плата;
  • освобождаются провода;
  • вынимается из бака сломанный нагреватель.

Независимо от модели нагревателя воды, корректируется порядок действий. Можно также последовательность снятия ТЭНа лучше поэтапно сфотографировать. Затем, по фотографиям следует восстановить прибор, согласно правильной очередности. Механический способ очистки производится сразу же, пока известковый налет не засох и его легче снять. Делается это металлической щеткой, ножом и деревянной лопаткой, а потом остатки удаляют наждачной бумагой. Следует также знать, что от качества очистки зависит уровень теплоотдачи.

Внутренний корпус бойлера тоже необходимо очистить от накипевшего слоя. Его просто протирают тряпкой, очень осторожно, без применения химических средств. Специалисты считают, что накипь на стенках бойлерного бака защищает его от коррозии и служит изоляцией для воды, которая нагревается в приборе.

По окончании сборки осуществляется проверка. Электрическая проводка обязательно просушивается тщательным образом, а бак герметично закрыт. Если не зафиксировано протечек, можно заполнять нагреватель до верхнего края, а затем подключить к сети.

Можно также очистить застаревшие отложения на ТЭНе с помощью веществ химической промышленности. Для этой цели в эмалированной посуде готовится раствор концентрация и количество которого будет достаточно, чтобы в него погрузить нагреватель. Очищение производится на протяжении указанного в инструкции средства. Это, например, «Мелон ЖС17». Средство это больше подходит по той причине, что его раствор абсолютно безвреден для комплектующих бойлера из резины. В нем содержится ингибитор коррозийных процессов.

Из других средств применяется также уксусная кислота в следующем соотношении: стакан эссенции уксуса на 10 литров воды. Можно еще воспользоваться лимонной кислоты в количестве пары пакетов на 2 л холодной воды. Нагревательное устройство погружают в приготовленный раствор на 24 часа.

Усиливает эффект очищающей реакции нагревание подготовленного раствора не менее чем на полчаса. При употреблении перечисленных средств, необходимо избегать попадания раствора на уплотнительную резиновую прокладку. Это нарушит эластичность прокладок и возникновению протечек. Контроль поверхности устройства поможет определить, когда нужно вынимать из раствора, где он лежал.

Перед возвращением элемента обратно в котел, его необходимо вымыть большим количеством воды, а потом тщательно протереть. Если нагревательный агрегат установлен правильно и подключен к водопроводу, есть способ очищения снятого агрегата. Для очистки самого внутреннего корпуса бака, который остается наполненным на 1/3, через шланг, соединенный со сливным отверстием, заливают выбранный раствор. После этого шланг поднимают над уровнем бака и фиксируют. По истечении нескольких часов сливают залитый раствор, сам бак промывают, вытирают насухо и заливают чистой водой. После этого можно прибор нагревать.

Такую очистку делают регулярно, и своевременно, что сокращает затраты и время.

8. Инструкция по ремонту бойлера: замена нагревателя

Для замены вышедшего из строя нагревательного устройства можно его демонтировать по уже описанному выше варианту: перекрыть воду, слить ее из бака, снять защитную панельную крышку, предварительно отключив прибор от сети. Для подобных действий необходимо иметь отвертку. Фазометром требуется проверить, что на клеммах нет напряжения, а потом уже снимать нагревательный агрегат с креплений, отсоединять провода, предварительно необходимо сфотографировать начальную схему, чтобы избавиться от проблемы восстановления ее при установке нового устройства. Только после этого можно откручивать гайки, закрепляющие бойлер. Одновременно с заменой ТЭНа следует сменить анод, защищающий нагревательный агрегат от ржавчины и коррозии. Лишь после этого можно устанавливать новые детали. Важно, чтобы все контакты были высушены. Ведь иначе возникнет опасность замыкания.

8.1 Замена ТЭНа в водонагревателе Ariston

Когда бойлер вышел из строя, прежде чем его разбирать, следует:

  1. Проверить наличие заземления.
  2. Проконтролировать работу устройства отключения защиты.

Если неисправность электронагревателя и снижение функциональности связано с накипающим слоем, прибор доведется заменить. Возможно, замена элемента будет выполнена одновременно с очисткой внутренней части бака. Как и в любой модели бойлеров, замену главного элемента необходимо производить в одном порядке:

  • отключить от питания;
  • снять защитную крышку с теплового узла;
  • проверить, нет ли напряжения на соединительных клеммах;
  • запомнить или сфотографировать расположение проводов;
  • освободить клеммы;
  • снять термостат и терморегулятор;
  • перекрыть краны;
  • спустить воду из бойлера;
  • отвернуть гайку на крепёжной планке;
  • вытащить ТЭН внутрь бака вместе с анодом и фланцем;
  • очистить бак, отмыть его;
  • если элемент нагрева исправен, сменить анод, счистить накипевший слой;
  • заменить неисправный компонент на новый;
  • сменить анод;
  • собрать все назад.

После сборки агрегата ставится предохранительный клапан, чтобы избежать недопустимого уровня давления внутри бака. Устанавливается защитный редуктор, чтобы избежать колебаний давления, а также обратный клапан. Он сохранит элемент, если прекратится подача воды. Лучше перестраховаться, установив все предохраняющие средства, включая защиту от детей.

8.2 Замена ТЭНа в водонагревателе Thermex

Длинный алгоритм замены элемента в Thermex не каждому возможно соблюсти точно. Но при отсутствии средств на приглашение специалиста можно выполнить самостоятельно, строго придерживаясь инструкции:

  • Слить воду из бойлера. Для этого сначала следует открутить гайку патрубка для подачи горячей воды, затем открутить холодную.
  • Снять бойлер с болтовых креплений, перевернуть.
  • Поддеть отверткой заглушки, снять их. Следует запомнить, что в пластинке отверстия расположены не в центре. Кроме того, есть шуруп под фирменной наклейкой, которое не все обнаруживают.
  • Под крышкой открутить гайки на фланцах.
  • Достать прижимную шайбу, которую часто приходится поддевать отверткой, предварительно сфотографировать их положение.
  • Затем поддеть ТЭН.
  • На втором фланце большее количество проводов. Их необходимо отключить.
  • Открутить гайки, снять шайбу и достать ТЭН.
  • Открутить электронику полностью.
  • Под платой необходимо открутить еще шуруп.
  • Снять боковую крышку.
  • Налить воды в бойлер, слить ее. Повторять действие, пока воде не будет чистой.
  • Вставить новое устройство в отверстие, закрепить каждый фланец ТЭНа водонагревателя.
  • Надеть прижимную шайбу, которую затянуть гайками.
  • На второй конец ТЭН накручивают анод из магния.
  • Повторить шаги 15 и 16.
  • Надеть боковую крышку.
  • Вставить обратно плату, а потом термодатчики. Подключить так, как сфотографировано в пункте 5.
  • Поставить крышку и закрутить шуруп, который был под наклейкой.
  • Установить накладки и прикрепить на стенку!

9. Советы и рекомендации

Необходимо быть внимательным к ионообменнику, который представляет собой магниевый анод. Этот обменник предназначен для защиты емкости от коррозийного процесса. В воде из водопровода содержится кислород, разрушающий металл стержня.

При выходе из строя ионообменник заменяют, выкрутив отработанный стержень и установив новый. Предохранительной мерой решения проблемы по удлинению срока эксплуатации электробойлера является смягчение воды. Эту задачу легко выполняют магнитные преобразователи.

Приспособлением для решения этой задачи является «АкваЩит». Под действием электромагнитных волн изменяется состав воды, что не дает закрепиться отложениям. Для очистки воды устанавливается также механический фильтр, который качественно очистит жидкость от хлора и других примесей. Для очистки бойлера следует пользоваться средствами персональной защиты: резиновыми перчатками, а также очками, чтобы защитить кожу рук и глаза.

Во избежание поломок, не следует приобретать ТЭНы, изготовленные из черного металла или оцинкованного. Такие элементы легче поддаются коррозийным процессам и хуже нагреваются. Если знать, как снять ТЭН с водонагревателя и очистить его от накипи, не пользуясь услугами специалистов, можно значительно сэкономить время и деньги.

2 Comments

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *