На що потрібно звертати увагу при виборі типу електронагрівача для автономного опалення та гарячого водопостачання.
Кожен, хто стикався з множинним вибором, прекрасно знає, як непросто даються рішення, особливо якщо ціна їх висока. Звичайно, завдання, що стоять перед фахівцем-енергетиком, може бути, і не такі відповідальні, як перед авіадиспетчером, і від вибору типу нагрівача життя людей безпосередньо не залежать, але, усвідомлюючи це, приймати рішення стає аж ніяк не простіше. Сьогодні ми постараємося допомогти розібратися, в чому ж полягають принципові відмінності між найбільш широко поширеними типами електронагрівачів. Причому постараємося зробити це в ілюстраціях. Сподіваємося, цей матеріал допоможе, у всякому разі, упорядкувати ті моменти, які потрібно взяти до уваги при виборі обладнання.
Нагрівач нагревателю ворожнечу
Ми свідомо сузим охоплення типів нагрівачів, так як рідко коли постає завдання порівняти, наприклад, газовий і електричний котел. Паливо, за великим рахунком (а вірніше, його доступність і ціна), є визначальними при виборі типу котла. Якщо поруч проходить нитка газопроводу і є умови для підключення, то рідко хто буде розглядати інші варіанти. Якщо, звичайно, питання експлуатації не внесуть критичні зміни. Котельня «на краю» вугільного басейну теж навряд чи має альтернативи. До тих пір, поки питання екологічної безпеки або автоматизації та обслуговування не внесуть корективи.
Так склалося, що в нашій країні електронагрівачі прийнято відносити до побутового сегменту. Жителі великих міст, та й сільські жителі, вже звикли до бойлера в ванні або на кухні. Багато хто вибирає електричний котел в якості основної або резервної системи для опалення приватного будинку. Електрична енергія, в перерахунку на теплову, зазвичай виходить дорожче, ніж при спалюванні газу, дров або вугілля. Але якщо говорити про зручність, то електронагрів виявляється поза конкуренцією. Адже що може бути зручніше включення однією кнопкою і управління за допомогою однієї ручки? Ось і пробираються електронагрівачі в наші будинки. Однак на цьому вони не збираються зупинятися. Більш того, у електронагріву в нашій країні (що вже казати про «не наші» країни!), Виявляється, дуже багата історія. Промислові електронагрівачі (електрокотли та електроводонагрівачі) щодо великої потужності надзвичайно поширені. У багатьох обставин у них і зовсім немає альтернатив. Втім, не будемо відволікатися. Скажімо так: там, де є умови і доцільність застосування електронагрівачів, зазвичай вибір робиться на користь одного з наступних типів електронагрівального обладнання: електродний, ТЕНовий або індукційний електричний котел.
Трубчастий електронагрівач. ТЕН. Просто ТЕН.
Трубчасті електронагрівачі історично є першими приладами, пристосованими до перетворення електричної енергії в теплову. ТЕН був винайдений в США, про що свідчить патент 1859 року. З тих пір цей вид електронагрівального приладу є найпоширенішим, головним чином, через відносну простоту конструкції. Треба відзначити, що принципово в конструкції цього пристрою практично нічого не змінилося з моменту винаходу:
ТЕН складається з тонкостінної (0,8 - 1,2 мм) металевої трубки (корпусу), всередині якої знаходиться спіраль з дроту великого питомого електричного опору. За рахунок цього опору спіраль і загострюється. Матеріалом трубки може бути вуглецева сталь, якщо температура поверхні Тена в робочому режимі не перевищує 450 ° С, і нержавіюча сталь при більш високих температурах або при роботі Тена в агресивних середовищах. На метал може накладатися хімічне або електрохімічне покриття - лудіння, нікелювання, фторопласт.
Спіраль найчастіше роблять з хромонікелевого сплаву (частіше можна зустріти інша його назва - «ніхром») або феррохромовий сплаву. Кінці спіралі з'єднані з контактним стрижнем, зовнішня частина якого підключається до електромережі. Спіраль ізолюється від корпуса наповнювачем, які мають високі електроізоляційні властивості і добре проводять теплоту. В якості наповнювача, найчастіше, застосовують периклаз (оксид магнію) або кварцовий пісок. Після заповнення наповнювача трубку Тена обпресовують. Під великим тиском кристали периклаза згуртовуються, фіксуючи спіраль по осі трубки Тена. Обпресувати ТЕН може бути зігнутий для надання необхідної форми. Контактні стрижні Тена ізолюють від трубки ізолятором, торці герметизують вологозахищеним кремнийорганическим лаком.
Одинична потужність ТеНові елемента варіюється від десятків ватів до десятків кіловат. Ще більше розкид в розмірах, а вже за формою нагрівального елементу різноманітність ТЕНів і зовсім не має собі рівних - прямі, спіральні, дугоподібні і взагалі майже будь-якої форми, яка спаде замовнику або виробнику в голову.
Як відомо, чим простіше система, тим менше ймовірність виходу з ладу. Незважаючи на свою уявну простоту, в конструкції Тена не так уже й мало елементів, які служать недобру службу, а саме: розжарюється спіраль, температура якої може досягати 1000 ° С; засипка-наповнювач, від рівномірності якої безпосередньо залежить довговічність Тена; наявність герметизуючих шарів і ущільнень, від яких залежить не тільки працездатність Тена, але і його пожежна і електрична безпека - саме в таких місцях можливі так звані «пробої» і замикання. Але і без пробоїв напругу все одно практично завжди передається на корпус, незважаючи на наповнювач, тому електрокотли на ТЕНах в обов'язковому порядку вимагають ретельного заземлення.
Розглянемо докладніше плюси і мінуси ТЕНів як таких (без властивостей електронагрівачів, які їх містять - нас цікавить принцип нагріву як такої):