Сухой ТЭН для водонагревателя и котла

Что такое «сухой» ТЭН?

«Сухой» ТЭН представляет собой конструкцию, состоящую из герметичного корпуса и нагревательного элемента, который располагается в стеклянной или металлической емкости, такой как стакан или колба, в которых отсутствует вода.

Отсутствие прямого контакта с жидкостью значительно увеличивает срок службы нагревателя, так как исключает коррозию и другие химические процессы, которые могут происходить на поверхности нагревательных элементов. Кроме того, отсутствие охлаждающего воздействия воды способствует повышению коэффициента полезного действия (КПД) устройства и уменьшению потребления электроэнергии.

На внешней стороне корпуса ТЭНа предусмотрено защитное покрытие, обеспечивающее дополнительную безопасность и долговечность. Устройство может быть оснащено терморегулятором и датчиком, который отключает питание при отсутствии воды в баке, что служит защитой от перегрева и повреждений.

«Сухие» трубчатые и керамические нагреватели

Устройство и принцип работы «сухого» ТЭНа

«Сухие» ТЭНы, в частности секционные керамические нагреватели, изготавливаются в прямой форме без изгибов и помещаются в специальную защитную колбу. Конструкция «сухих» нагревателей постоянно улучшается, и на сегодняшний день существует несколько типов таких устройств.

Трубчатый нагреватель в герметичной колбе

Защитная колба, в которой находится нагреватель, обычно заполнена специальными веществами, такими как масло, кварцевый песок или другие теплопроводящие материалы. Эти компоненты обладают высокой теплопроводностью, что обеспечивает более быстрое нагревание по сравнению с воздухом. Это, в свою очередь, способствует снижению энергетических затрат.

Трубчатый нагреватель в герметичной колбе

Керамический наборный ТЭН в герметичной колбе

«Сухой» ТЭН с керамической изоляцией, известный как секционный «сухой» ТЭН, представляет собой конструкцию, где нагревательный элемент располагается в воздухе в защитной колбе. Это делает устройство доступным по стоимости и одновременно повышает его эффективность, а также упрощает процесс обслуживания.

Керамический нагреватель в герметичной колбе

Устройство «сухого» стеатитового ТЭНа для нагрева воды и других жидкостей

Самые распространенные «сухие» ТЭНы изготавливаются из наборной керамики — стеатита. Устройство такого нагревателя включает в себя нихромовую спираль, которая размещена в пазах изолирующего материала, а защитная колба изготавливается из коррозионно-стойких металлов или сплавов, таких как медь или нержавеющая сталь. Для дополнительной защиты от накипи поверхность колбы покрывают специальными составами. Кроме того, в конструкции присутствует магниевый анод, который замедляет коррозию металла внутри бака и устанавливается в специализированном техническом входе.

Особенности конструкции «сухих» нагревателей

«Сухие» тепловые электронагреватели могут быть произведены в разнообразном ассортименте, что позволяет им находить применение в различных условиях эксплуатации. Конструкция и материалы, используемые в их изготовлении, играют ключевую роль в определении их функциональности и эффективности. Одним из значимых факторов, влияющих на процесс нагрева, является тип теплоносителя, расположенный в прослойке между ТЭНом и окружающей средой. Есть три самых распространенных вида:

1. Воздушная прослойка. Это самый простой и экономичный вариант, который отличается невысокой эффективностью. ТЭНы с воздушной прослойкой имеют низкий коэффициент полезного действия, что приводит к значительным теплопотерям и увеличенному времени, необходимому для нагрева бойлера. Такие нагреватели обычно подходят для менее требовательных условий.
2. Масляная прослойка. В этом варианте пространство между ТЭНом и корпусом заполняется техническим маслом. Это существенно ускоряет процесс нагрева воды благодаря высокому уровню теплопроводности масла, что делает такие устройства более эффективными по сравнению с воздушными.
3. Песчаная прослойка. В этом случае внутренняя часть колбы нагревателя заполняется белым кварцевым песком, обладающим диэлектрическими свойствами. Это не только увеличивает теплопроводность, но и обеспечивает дополнительную защиту от короткого замыкания. Песчаные ТЭНы, как правило, являются наиболее дорогими из трех представленных типов, однако они обеспечивают наилучшие результаты в отношении экономии электроэнергии и повышения эффективности нагрева.

Контактный стержень «сухого» ТЭНа может иметь различную длину, что также влияет на его применение. Длина стержня играет критическую роль при выборе нагревателя в зависимости от требований конкретной среды, подлежащей обогреву, а также от места его установки. Кроме того, важно учитывать такие характеристики, как мощность и устойчивость к коррозии, чтобы обеспечить долговечность и надежность работы ТЭНа в различных условиях.

«Сухие» электронагреватели разнообразны в своих конструктивных решениях. Можно варьировать как размер колбы и длину нагревательного стержня, так и его диаметр, что позволяет адаптировать ТЭН под конкретные требования эксплуатации. Мощность различных моделей ТЭНов определяет скорость достижения рабочей температуры, что критически важно в условиях серийного производства и промышленных установок. Чаще всего в промышленных установках используются нагреватели, рассчитанные на напряжение сети 380 В. На сайте компании «Марион» для заказа доступны разные варианты «сухих» ТЭНов, мощность которых варьируется в самом широком диапазоне, что позволит найти оптимальный вариант для самых разных условий эксплуатации.

В большинстве случаев стандартные электронагреватели оснащаются анодом из магния, который служит для предотвращения образования накипи внутри бака. При использовании «сухих» ТЭНов анод устанавливается через специальное отверстие в баке, что делает его замещение или удаление простым и удобным.

Важно отметить, что «сухие» ТЭНы допускается устанавливать только в бойлерах с объемом более 50 литров. Это обусловлено их конструктивными особенностями и размерами, что ограничивает возможность применения в меньших емкостях. Данная характеристика обеспечивает оптимальные условия для работы устройства, предотвращая перегрев и обеспечивая стабильный и надежный нагрев воды.

Преимущества «сухих» ТЭНов

• «Сухие» ТЭНы имеют ряд значительных преимуществ по сравнению с «мокрыми» модификациями. они обеспечивают высокий уровень безопасности, так как вероятность получения электротравмы при случайном контакте с колбой практически отсутствует. Это также актуально для защиты от пробоев на корпусе, особенно во время перепадов напряжения в сети.
• Срок эксплуатации «сухих» ТЭНов значительно выше: в отличие от «мокрых» нагревателей, которые обычно служат 1.5–2 года, «сухие» могут функционировать до 3–4 лет. Это делает их более выгодным выбором на длительный срок.
• Образование накипи на поверхности колбы происходит в минимальных объемах. Даже если накипь образуется, она не оказывает значительного влияния на скорость нагрева воды и общее качество работы водонагревателя.
• Простота в обслуживании. Замена такого нагревателя требует лишь отвертку для открепления защитной оболочки (колбы) и отвинчивания распорного винта. Если «сухой» ТЭН вышел из строя, его легко заменить, не затрагивая остальные элементы системы. Слив воды не требуется, и нет необходимости разбирать бойлер, что значительно ускоряет процесс. В противовес этому, процесс замены «мокрого» ТЭНа включает в себя не только слив воды, но и демонтаж соединительных гаек, что требует больше усилий и времени.

Проверка «сухого» ТЭНа мультиметром на неисправность

Проверка «сухого» ТЭНа мультиметром на неисправность

«Сухие» тепловые электронагреватели работают без прямого контакта с водой, что минимизирует риск электрического удара. В классических нагревателях, когда резистивный элемент выходит из строя, может произойти его контакт с металлическими стенками трубки, что приводит к появлению напряжения на корпусе бойлера, создавая потенциальную опасность для пользователя. В качественных «сухих» керамических нагревателях такая ситуация исключена, поскольку даже при поломке они просто перестают выполнять свою функцию, не вызывая при этом утечек электрического тока.

Однако, несмотря на повышенную безопасность, существуют определенные риски, связанные с эксплуатацией «сухих» ТЭНов. Например, в случае короткого замыкания или повреждения изоляции проводов существует вероятность возникновения искрения или даже пожарной опасности. Также важно помнить, что, хотя сам ТЭН не контактирует с водой, водяные пары и высокая температура могут негативно повлиять на соседние элементы оборудования, вызывая их преждевременный износ.

Для проверки исправности «сухого» ТЭНа мультиметром, выполните следующие шаги:

1. Отключите питание. Это поможет избежать риска поражения электрическим током во время проверки.
2. Подготовьте мультиметр. Установите его в режим измерения сопротивления (омметр).
3. Измерьте сопротивление. Подключите щупы мультиметра к контактам ТЭНа. Нормальное значение сопротивления для работающего ТЭНа должно находиться в пределах 20-50 Ом. Значения значительно ниже этого диапазона могут свидетельствовать о коротком замыкании, тогда как бесконечное сопротивление указывает на обрыв цепи.
4. Проверьте наличие короткого замыкания. Если мультиметр показывает нулевое или очень низкое значение при измерении между любым из контактов и корпусом ТЭНа, это означает, что произошел обрыв изоляции, и ТЭН необходимо заменить.

Таким образом, регулярная проверка «сухого» ТЭНа с помощью мультиметра позволяет не только продлить срок службы оборудования, но и обеспечить безопасность его эксплуатации.

Итоги

Любой «сухой» тэн, независимо от нагревательного элемента, представляет собой герметичную колбу, в которую нагреватель помещен. Колба нужна чтобы рабочее тело ТЭНа не соприкасалось с нагреваемой средой. Это позволяет нагревателям работать в широком спектре сред. Например, для агрессивных сред используются нагреватели в колбах из коррозиестойких материалов.
«Сухие» электронагреватели имеют разнообразие конструктивных решений и мощностей, что позволяет эффективно использовать их в промышленных установках и серийном производстве. Они оснащены анодом из магния для предотвращения накипи и предназначены для монтажа в бойлерах объемом более 50 литров.