Отопление ТЭНами, как сделать, стоит ли использовать

ТЭН — электронагреватель жидкости в виде металлической трубки, внутри которой находится спираль. Конструкций, разновидностей множество. Нагреватели изготовляют и на крупный и на малых производствах.

Эти нагреватели массово устанавливаются, например, в электрических бойлерах и электрокотлах, поэтому производятся также известными производителями.

Но на любом рынке можно встретить ТЭНы предназначаются для установки в радиаторы отопления. Эти устройства изготовлены чаще в Польше, Украине, Китае. Они могут снабжаться встроенными термодатчиками, т.е. работать в полуавтоматическом режиме, отслеживая степень нагрева.

На основе таких электрических нагревателей, можно легко создать отопительный прибор своими руками. Чем и пользуются домашние мастера, конструируя простейший обогрев и «экономя» при этом, как они, думают, изрядные суммы денег.

Но так ли выгодно использовать ТЭНы?
Где обычно, в каких ситуациях, применяют эти электронагреватели воды? Как нужно устанавливать и применять ТЭНы…

Насколько большая выгода от ТЭНов

Если имеется старая батарея, то почему бы ее не превратить с помощью ТЭНа в систему отопления для небольшого подсобного помещения, — курятника, мастерской, гаража…

Существуют даже мифы, что тенами отапливать выгодно. Но «мечты разбиваются о суровую реальность», — электричеством отапливать дороже всего. Так как используется самый дорогой энергоноситель.

Неважно, имеется ли фирменный программируемый электрокотел, или установлена бочка с опущенным в нее на проволоке ТЭНом, — КПД подобных электронагревателей около 97%. А дальше платим по счетчику…

Обогреваться ночью

Но есть лазейка, — ночной дешевый тариф на электроэнергию. Узнать точно, о действующих тарифах и возможности подключения ночного, можно в местной электросети.

Правда и ночное электричество нельзя назвать дешевым, но в совокупности с показателем «Комфортность», ночное отопления становится весьма привлекательным для пользователя.
Какой вид топлива больше всего подходит для дома

Но цена на саму систему отопления с электрическим нагревом может значительно варьироваться.

Нагреватели в батареях

Когда в квартирах с центральным отоплением холодно, то отапливают дополнительно электричеством, а также газовой кухонной плитой или колонкой.

Вот тут и применяется парочка тяжелых чугунных батарей с ТЭНами. По сравнению с фирменными электроконвекторами они обладают гораздо большей теплоемкостью, поэтому их можно отключать на дольше и не следить за их работой. Но и нагрев соответственно продолжительнее.

Такие радиаторы умельцы устанавливают в основном в гаражах, где любят проводить время. Или, например, для обогрева животных в морозы на небольших фермах.

Оборудование систем отопления

Бывает, что на дачке, в гараже и т.п. имеются остатки былой системы отопления, например, пару батарей со стальными трубами. Вернуть систему к жизни проще всего, вставив в нее электрические нагреватели….

Но ТЭНы могут создавать и вспомогательный подогрев в домашней системе отопления. Электрический обогрев отлично дополняет твердотопливный котел. Особенно ночью, с дешевым тарифом. И здесь «самодельное производство» также востребовано.

Если в достаточно большой металлической трубе закрепить пару тенов по 2 кВт, то получится 4-киловаттный электрокотел. Нюанс в том, что ночью его можно включать в маломощную сеть 220 В, так как другие потребители «спят», кроме холодильника, например.

Такое «творение», на практике, может стать основным отоплением в течении сезона в утепленном доме, если, конечно, применяется буферная емкость — теплоаккумулятор.
Как подключить теплоаккумулятор в систему

Какая мощность понадобится

В системе отопления целого дома лучше использовать 2-киловатные образцы электронагревателей.

Но в отдельных радиаторах самодельных регистрах, обрезках отопления в гаражах… применять слишком мощные ТЭНы нельзя.

Дело в том, что тепловое реле не может считаться надежной защитой. А доводить жидкость до температуры кипения, перегревать прибор свыше +75 градусов — опасно.

Следовательно, мощность тена не должна быть больше, чем тепловая мощность, отдаваемая прибором при +70 градусах. Это примерно 75% от паспортной мощности радиатора.

Одна секция и чугунного и алюминиевого радиаторов (500 мм между трубами) обладает мощностью теплоотдачи 170 Вт при 90 град жидкости и 20 град воздуха. При +70 град. нагрева — одна секция — 140 Вт, 7 секций — 1080 Вт, 10 секц. — 1400 Вт.
Таким образом, для радиатора из 7 секций мощность ТэНа не должна быт больше чем 1 кВт. А для радиатора из 10 секций — не больше 1,4 кВт.

Труднее обстоит дело с самодельными регистрами, — неизвестна их теплоотдача. Остается лишь начинать использовать наименее мощные нагреватели.

Какие тены для радиатора выбрать

ТЭНы для радиаторов сделаны на основе заглушки (основания) со стандартным диаметром резьбы 40 мм. Остается из радиатора выкрутить нижнюю пробку, на ее место вкрутить нагреватель.

О подборе этих нагревателей по мощности для радиаторов было сказано выше. Не стоит брать более мощный приборы, во избежание аварийных ситуаций. Не нужно перегревать радиатор, добиваясь большей теплоотдачи.

Но эти нагреватели различаются и по длине. Для отдельно стоящего радиатора, без движения жидкости, предпочтительней тены подлиннее. Тогда и прогрев будет более равномерным.

В проточном электрокотле другой приоритет подбора — меньшее гидравлическое сопротивление. Минимизировать влияние нагревателей путем удачного подвода трубок и конфигурации их расположения для домашнего умельца не проблема.

Производитель, — «китайцев», по прежнему, ругают больше всего, лучшими ТЭНами считаются местного разлива — российско-украинские.

Как применяются

ТЭНы могут включаться комнатным термостатом. Тогда они управляются по заданной температуре воздуха.

Но в большинстве случаев используют нагреватели со встроенными температурным реле, — нагрев по температуре теплоносителя.

Жидкость при нагреве расширяется. Нельзя отдельные радиаторы, и другие замкнутые системы отопления, заполнять жидкостью полностью. В системах отопления для компенсации расширения используется расширительный бак.
Расширительные баки для системы отопления

В случае с отдельным радиатором достаточно оставить не менее 10% внутреннего объема не заполненным, — заливать радиатор по верхнюю пробку.

Установка ТЭНа следующая. Система сливается, выкручивается пробка радиатора, вкручивается тен. При этом обычно используется лен со смазкой в качестве уплотнителя (металл-по металлу).

Нагреватель подключается к электросети в соответствии с ПУЭ, с соответствующей изоляцией контактов.

Масло не допустимо

Можно встретить рекомендации залить радиатор маслом, — якобы получится аналог «масляного нагревателя». Прежде чем следовать подобным советам, рекомендуется изучить опыт «пиротехника», который налил масло на картон, поджег, а затем пробовал потушить.
Маслонаполненные промышленные электроагрегаты (например, высоковольтные маслянные разъединители) эксплуатируются с особыми мерами пожарной безопасности.

Если система замораживается, необходимо использовать незамерзающие жидкости, для одного радиатора можно использовать тот же автомобильный Тосол. Горючие жидкости недопустимы.

Встречаются и другие нарушения.

Конструирование своими руками — выгодно?

Самостоятельное конструирование электрообогревательных приборов не приветствуется по соображениям безопасности.

Гораздо целесообразнее приобрести готовый электрический обогреватель для помещений, например, электроконвектор, отвечающий требованиям… За его эксплуатационные качества несет ответственность производитель.

Экономическая целесообразность в ТЭНах может возникнут, как говорилось, когда в наличии имеется «заброшенная» и «бесплатная» оболочка для него.

Но вопросы безопасности, на самом деле, гораздо важнее, чем выгода, получаемая подобным образом.
Сейчас это понимают чаще, потому ТЭНами интересуются все меньше.

К тому же, средний по площади дом выгоднее отапливать электрокотлом с водяными радиаторами, чем отдельными конвекторами. Далее по теме — выгодно ли отапливать конвекторами электрическими

Электрические водонагреватели (накопительные, проточные) для отопления: целесообразность, как подключить

Отопление из электрического водонагревателя возможно как резервное, реже – как основное. Эффективность обогрева зависит от мощности ТЭНа, объема бойлера, утепления помещения, площади. ЭВН врезается в систему с радиаторами. Потребуется насос, расширительный бак.

Использование электрического водонагревателя для отопления дома – идея, имеющая основания для осуществления.

Подготовка и подача воды для ГВС происходит через водонагреватель. Водогрейное оборудование можно использовать для радиаторной системы отопления, но нюансы при этом будут значительными.

Преимущества	Недостатки
Способ действенный, с результатом, позволяющим рассматривать реализацию.	Есть предостережения. Потребуется решить проблемные вопросы (описаны ниже).
Бойлер стоит дешевле котла.	ТЭНы у большинства накопительных бойлеров сравнительно слабые: 2 – 3,5 кВт. Мощности хватит, но до определенной границы. Потенциала проточных водонагревателей достаточно, но не при постоянных нагрузках.
	Температуру нагрева воды придется поддерживать максимальную, +75… +90° C. Рабочий режим и циркуляция интенсивные. ЭВН работает с увеличенной нагрузкой, срок эксплуатации сократится.
Оборудование не займет больше места, чем котлы. Возможная навеска ЭВН на стену, в подпотолочном пространстве, в нишах.	Процесс монтажа хоть и простой, но требует опыта, оборудования: врезка, фитинги, клапаны, расширительный бачок, тройники, краны.
Можно регулировать температуру, программировать вкл./выкл. (при наличии функционала).
Экономнее, чем электрокотел (но не значительно).

Какой электроводонагреватель подходит для отопления

Используемые виды электрических водонагревателей для системы отопления:

• чаще:
  • накопительные;
  • комбинированные баки косвенного нагрева с ТЭН;
• проточные, продаются фабричные модели специально для отопления. Но бытовые прямоточные ЭВН быстро выйдут из строя.

Проточный водонагреватель

Бытовые проточные электрические водонагреватели для отопления частных домов технически подходят, но из-за недостатков (расход, не рассчитаны к продолжительным нагрузкам) используются крайне редко, как правило, не рассматриваются.

• нет паузы для первичного нагрева, теплоноситель поступает сразу;
• компактность, что позволит разместить где угодно, упростит установку, монтаж/демонтаж.

• экономность спорная, большая мощность, значительные расходы электроэнергии. Для результата потребуется от 8 – 10 кВт;
• включается от выставленной скорости протока, регулировка будет производиться настройкой циркуляционного насоса, что неудобно;
• нет режима поддержания температуры;
• из-за изменений протока аппарат будет выключаться, особенно из-за этого не подойдет для однотрубной схемы(Ленинградской);
• потребуется усиленная проводка.

У проточных нет проблем с завоздушиванием, они подходят даже лучше, чем накопительные водонагреватели.

Но использование проточного водонагревателя в системе отопления имеет недостатки, сводящие к нулю достоинства. Бытовые аппараты не рассчитаны для долгой беспрерывной работы, норма, это 2 – 3 часа в день (душ, умывание, мойка посуды). Поэтому возможны поломки.

Отопление от накопительного водонагревателя

Старый накопительный ЭВН можно превратить в теплоаккумулятор, электрокотел. Анод допускается не ставить, теплоноситель (одна и та же постоянно циркулирующая жидкость без кислорода) не создает накипи, коррозионные процессы минимальны.

• экономичные водонагреватели, по сравнению с проточными. Бойлер осуществит первичный нагрев, затем – режим поддержания. Датчик температуры внутри водонагревателя отслеживает температуру. Вода возвращается из «обратки» не совсем холодной, поэтому нагрев будет только в нужном диапазоне;
• регулировка удобнее и проще – термостатом уменьшают/увеличивают, выставляют нужную температуру;
• программируемость (функция не всегда присутствует) – можно установить время активации, например, на период экономных тарифов с выключением после;
• подойдет как для одно-, так и для двухтрубной разводки.

• потребуется большая пауза, но только для первичного нагрева;
• ТЭН зачастую сравнительно слабые: 1,5 – 2 кВт, чего не хватит на большую площадь;
• надо решить проблему со стравливанием воздуха.

Как использовать водонагреватель в системе отопления

Основа расчета мощности: на каждые 10 м² потребуется как минимум 1 кВт, иначе нет смысла устанавливать, результат будет нулевым.

Бойлер можно подключить к системам отопления всех возможных вариантов. Но целесообразно это делать только для схем с замкнутой (кольцевой) циркуляцией. Монтаж – по стандартным правилам.

• закрытые– с давлением, контакт теплоносителя с воздухом отсутствует;
• открытые(наливные) – бак и элементы можно открывать для добавления/слива жидкости. Встречаются реже;
• с принудительной и естественной циркуляцией(самотечные, гравитационные, для которых необходимо соблюдение углов наклона разводки труб);
• двух- и однотрубные.

Однотрубную схему организовывают, когда радиаторов мало (для комнаты, дачи), она проще, но есть минус: по батареям теплоноситель движется последовательно, соответственно, от секции к секции становясь холоднее. В двухтрубной разводке – во всех приборах почти одинаковая температура теплонесущей жидкости.

Состав замкнутой системы отопления через накопительный электроводонагреватель, вкратце: бойлер, помпа, группа безопасности (расширительный бачок, предохранительный клапан) и радиаторы.

Подробный состав и характеристики закрытой схемы с принудительной циркуляцией:

Параметр	Описание
Тип	· замкнутая, кольцевая; · закрытая, с возможностью добавления воды из водоснабжения или через клапан.
Насос	35, 60, 100 Вт.
Запорная арматура	Не обязательно, но перед радиаторами, можно ставить байпасы для отсечения, насос также должен иметь такую возможность.
Безопасность	· расширительный бак (объем 5% от всей жидкости) перед насосом на обратке в паре с предохранительным клапаном. Иногда ставят что-то одно, если расширение слабое; · воздухоотводчики (краны Маевского) рекомендуется на каждой батарее, как минимум на разводке один должен быть. В самом водонагревателе надо решить вопрос стравливания воздуха; · обратного клапана не надо, если нет риска обратного протока. В открытых системах можно не ставить группу безопасности.
Фильтрация	Не обязательный, но рекомендованный фильтр грубой очистки.
Датчик температуры с реле отключения	Ставят в обогреваемом помещении, чтобы бойлер и насос работали для поддержания температурного режима.
Батареи и трубы	Менее трудозатратный вариант – металлопластиковые трубы, которые легко режутся и соединяются фитингами.
Теплоноситель	• вода – техническая, питьевая; • тосол (незамерзайка) – не придется сливать при минусовых температурах.

Схемы обычные, как в оснащении с котлами, несколько вариантов:

Открытая система отопления с насосом

Открытая система отопления без насоса

Закрытая двухтрубная система отопления с группой безопасности

Открытая однотрубная система (ленинградка) с насосом без группа безопасности

Примеры действующих схем подключения накопительного электробойлера к отоплению

Примеры успешно реализованных схем использования накопительных водонагревателей для отопления:

• площадь 10 м², бойлер 10 л с верхней подводкой под мойку (решен вопрос стравливания воздуха). Состав: гидробак 5 л, манометр, термометр, тройник для заливки, воздухоотводчик, насос 60 Вт. Используют тосол. В оснащении 2 атм. Главное герметичность – у незамерзайки высокая текучесть;
• бойлер на 15 л, 2 кВт, помпа, трубы (пластик) на 20 мм, алюминиевые батареи 2 шт. На 3 радиатора мощности уже не хватит. Прогревает хорошо утепленное пространство на 30 м²;
• накопительный бойлер на 80 л, помпа, расширительный бачок, 3 батареи в трех комнатах, гидрострелка;
• емкость на 50 л, площадь 32 м²две десяти секционные алюминиевые батареи. Насос и расширительный бак поставлены на обратку. В роли теплоносителя – тосол.

Как работает система отопления с бойлером: ограничения, предостережения

Предостережения для накопительных водонагревателей:

• ЭВН с нижними штуцерами, а таких большинство, не подойдут для самотечных вариантов;
• вход и выход небольшие по диаметру в бытовых приборах, 1/2″, 3/4″, а для подключения к трубам надо 2″. Потребуются переходники, а если площадь будет большая, например, 150 м², то желательно увеличить сами штуцеры.

Основное препятствие – это стравливание воздуха: при завоздушивании насос просто перестанет прокачивать.

Накопительные электроводонагреватели вход имеют внизу, выход – вверху. Вода нагревается, поднимается, что позволяет их использовать в самотечных схемах, а также происходит естественное удаление воздуха, который затем выходит отводчиками на трубах.

В большинстве бытовых ЭВН для ГВС штуцеры внизу, воздух скапливается вверху и его сложно стравить.

В горячем водоснабжении с бытовым бойлером воздух выходит естественно, через смеситель – завоздушивания не возникает, но в отоплении это невозможно. Надо организовать отвод или забор вверху, чтобы воздух уходил в магистраль, где его стравливают клапаном.

Решение проблем воздушных пробок (рассмотрим также спорные методы):

• лучший способ – врезать группу безопасности со сбросником вверху бака (кран Маевского, автоматический воздухоотводчик);
• у некоторых ЭВН сверху вкручивается магниевый анод, который выкручивают, переносят на фланец с ТЭНами, внизу горячий патрубок глушат, трубу выводят сверху;
• найти модели с воздухоотводчиком или с горячим выходом вверху. Такие решения есть у напольных водонагревателей, у небольших баков под мойку, с боковой подводкой;
• циркуляционный насос поставить на входе в бак на большом расстоянии (1 – 2 м), а после помпы – бак-расширитель и защитный клапан;
• казалось бы, самое простое решение – перевернуть бойлер – не подойдет. ТЭНы наверху, вода внизу не будет прогреваться, а около нагревателя закипит.

Монтаж электробойлера в систему отопления

Порядок соединения электробойлера с отоплением (ЭВН накопительного типа):

1. Навешивается водонагреватель.
2. На входную линию ставят расширительный бачок.
3. Обратный клапан можно не монтировать, но предохранительный обязательный для сброса давления. Подбирается (есть онлайн калькуляторы) по максимальному давлению при расширении теплоносителя при +75… +85°C. Место – входная труба в накопительный водонагреватель («обратка»), рекомендовано не ближе 0,5 м. Если есть расширительный бачок, то после него (ближе к бойлеру). Перед клапаном не должно быть никаких запорных устройств;
4. Насос монтируется вблизи входа в ЭВН на «обратку».
5. Воздухоотводчики.
6. Сборка труб и радиаторов по общим правилам (фитинги, тройники, пакля или фум).
7. Ставят тройник для закачки теплоносителя.
8. Заправка и опрессовка.

За и против бытовых электроводонагревателей и накопительных бойлеров в отоплении

Специалисты со скептицизмом относятся к подключению бытового ЭВН к отоплению по причинам:

• одновременно с признанием идеи рабочей, расценивается как несерьезное, нецелесообразное «творчество». Аппарат не предназначен для обогрева, ТЭН не выдержит нагрузки, надо решать проблему стравливания воздуха;
• если нет готовой разводки с радиаторами, то проще, дешевле и менее трудозатратно использовать электроконвекторы;
• большинство бойлеров имеет около 2 кВт, что хватит для одной комнаты;
• проточные категорично не рекомендуют – выходят из строя из-за нагрузок;
• если сравнивать электроприборы, то электрические конвекторы, масляные радиаторыэффективнее, так как созданы специально для рассматриваемого применения и именно с энергосберегающими целями.

Когда наиболее целесообразно:

• как резерв, дополнение к котлу;
• для небольших помещений (1 – 3 радиатора);

Использование электроводонагревателя в качестве отопления – спорная идея с высокой долей скептицизма. Схема функциональна, если решить проблему завоздушивания. Эффективность невысокая.