Горячая вода — одно из главных удобств жизни в современном доме, и обеспечивают нас ей различные устройства: чайники, радиаторы и водонагреватели. И для большинства из них для нагрева жидкости используется отдельный нагревательный элемент, называющийся «трубчатый электрический нагреватель», или ТЭН. Он работает при непосредственном контакте корпуса с водой. В этой статье важным будет разобраться в том какой ТЭН лучше. В качестве моделей выступят у нас медный и нержавеющий вариант.
Вода — универсальный растворитель, агрессивная среда. Постоянное взаимодействие с ней приводит к постепенной деградации структуры ТЭНа, и ее последующему разрушению. Это не только приводит к тому, что нагревающие устройства хуже работают, но также и к сбросу поврежденных частиц конструкции в жидкость. А пить воду с частицами металла никому не захочется, тем более что это может быть очень вредно для здоровья.
Чаще всего ТЭНы изготавливают из двух материалов: меди и нержавеющей стали. Вопрос в том, какой металл лучше справляется с работой и предпочтительнее при покупки нового водонагревающего устройства, часто встает перед пользователями. Чтобы на него ответить, следует более детально изучить устройство и принципы работы ТЭНов, а также отличительными характеристиками моделей из меди и нержавейки.
Содержание
Принцип работы ТЭНа
Как можно догадаться из названия, «трубчатый нагревательный элемент» представляет собой не монолитную конструкцию, а металлическую трубку. Обычно толщина стенки равна 1,2 мм. Внутри же находится провод-спираль с высоким показанием сопротивления. Эта спираль подключается к контактному стержню, а тот, в свою очередь, уже наружными выводами соединяется с электрической сетью. Во избежание коротких замыканий, контактные стержни не соприкасаются с металлической трубкой, а отделены от нее изоляторами из фарфора. Очень важно, чтобы спираль в нагревательном элементе не контактировала со стенками трубки вокруг нее. Поэтому внутрь трубки запускается изолирующее вещество, которое не проводит электричество, но отлично пропускает тепловую энергию. Это также помогает избежать коротких замыканий и ударов током при использовании этих устройств. Как правило, в роли такого изолирующего наполнения используют кристаллизованную смесь из оксида магния.
Принцип работы довольно прост. На спираль подают электрический ток, из-за высокого сопротивления она нагревается, в соответствии с законом Джоуля-Ленца. Затем тепло диэлектрический материал передает тепло на внешний корпус. В свою очередь, тот сделан уже из металла и быстро отдает тепло окружающей среде, обычно — воде, нагревая ее.
Сравнение материалов корпуса ТЭНа
Материал корпуса очень важен, ведь он определяет, во много, эксплуатационные характеристики устройства. Чаще всего, как мы уже сказали, его делают из меди или нержавеющей стали. У каждой из них есть свои специфические преимущества и недостатки, делающие выбор не таким однозначным.
Если ваш ТЭН обладает корпусом, изготовленным из нержавеющей стали, то он, конечно, будет менее подвержен коррозии, ведь это главное достоинство такого материала. К тому же он будет более прочным, что позволит ему меньше разрушаться даже при длительном взаимодействии и работе с агрессивной жидкой средой. Наличие в составе сплава хрома, никеля и ряда других легирующих металлов обеспечивает высокий уровень стойкости к агрессивным химическим реакциям. Также он хорошо справляется с сопротивлением механическими повреждениями и влиянию экстремально высоких температур за счет наличия в составе углерода.
Но есть и недостатки: у нержавейки довольно низкая теплопроводность, особенно в сравнении с медью, которая равна лишь 15 Ватт на метр.
Аналогом стальным нержавеющим ТЭНам являются модели с медными корпусами. Они также очень востребованы и широко используются в производстве различных водонагревающих устройств. Вопреки названию, в них обычно используется не чистая медь, а особые сплавы, с составами, более эффективно сопротивляющимися агрессивной среде, в которой им предстоит работать. Тем не менее, по этой характеристике они уступают нержавеющей стали.
Главное достоинство медных ТЭНов перед нержавеющими — очень высокая передача тепловой энергии благодаря теплопроводности меди. Это означает не только, что вода будет нагреваться быстрее, но еще что работа будет эффективнее. Дело в том, что если количество больше энергии передается от нагревателя к корпусу и затем в жидкость, то ее количество, нужное для нагрева и передачи тепла уменьшается. Тем самым уменьшаются общие затраты на электрическую энергию для нагрева того же объема воды. Проводимость составляет 390 Ватт на метр, что больше, чем у стали, в десятки раз. Выше показатели только у серебра.
Также есть и другие достоинства: высокая пластичность, позволяющая избежать повреждений из-за деформации при температурном перепаде, бактерицидные свойства, убивающие ряд вредных микроорганизмов. Но есть и недостатки: меньшая прочность, более низкое сопротивление агрессивным химическим реакциям делают этот материал менее долговечным.
Какой же ТЭН лучше выбрать?
Итоговое решение зависит от условий, в которых предстоит работать. Если вам нужен ТЭН для работы в агрессивной химической среде или под сильными нагрузками, вроде жесткой воды, то лучше всего нержавеющая сталь. Если же вода или иная нагреваемая жидкость мягкая, а вам нужна высокая энергетическая эффективность, то лучше воспользоваться медью.
Также учтите фактор цены. Медные ТЭНы обычно на 50-70% дороже своих стальных аналогов.
Подписывайтесь так же на наш Youtube, группу Вконтакте, Яндекс Дзен. Там много полезного и интересного контента!
