Сухие ТЭНы. Устройство и особенности. Виды и преимущества
Нагрев холодной воды в бойлере осуществляется с помощью трубчатого электронагревателя (ТЭН). В конструкцию ТЭНа входит трубка, в которой размещена спираль, греющаяся от электрической подачи. Пространство между внутренней поверхностью трубки и греющей спиралью заполняется диэлектрическим наполнителем, предотвращающим короткие замыкания.
Конструктивно бойлер представляет собой емкость, к которой подведен приток холодной воды и вывод для горячей воды. ТЭН непосредственно помещается внутрь бойлера и производит прямой нагрев жидкости.
На обычных трубчатых нагревателях при длительной эксплуатации в бойлере со временем появляется накипь в виде солевых отложений магния и кальция. Солевой слой все время нарастает, что в значительной мере ухудшает тепловую отдачу нагревателя и увеличивает потребление электричества. Именно для решения этой проблемы и были разработаны сухие ТЭНы. В бойлер помещают стальную колбу, которая непосредственно контактирует с водой. Внутри колбы располагается нагревательное устройство. Защитная трубка (колба) значительно продлевает работу трубчатого нагревателя и упрощает его обслуживание.
Производители современных бойлеров все чаще отказываются от стандартных ТЭНов и устанавливают сухие керамические ТЭНы. Таким образом, они повышают спрос на свою продукцию, ведь приобретение такого бойлера гарантирует экономное потребление электричества и длительный срок его службы, что в значительной мере позволяет быстро окупить траты на товар потребителю.
Конструкцию сухих ТЭНов постоянно совершенствуют. На сегодняшний день есть несколько разных видов сухих нагревателей:
Защитную колбу, где установлен нагреватель, заполняют маслом. Его тепловая проводимость выше теплопроводности воздушной среды, поэтому нагрев происходит быстрее, экономя энергетические затраты.
Более простым и удобным вариантом исполнения является сухой ТЭН с керамической изоляцией. В данном случае нагреватель, размешенный в колбе, находится в воздухе. Эта недорогая конструкция отражается и на конечной стоимости нагревателя, выделяется высокой эффективностью, а также сказывается на легком обслуживании.
Работа сухого нагревателя исключает его непосредственный контакт с водой и опасность поражения электричеством. Если в обычном нагревателе резистивный элемент перегорел, то возможен его контакт со стенками трубки и на корпусе бойлера возникнет напряжение. У качественных сухих керамических нагревателей такое явление исключено. Если он вышел из строя, то попросту перестаю функционировать. Но, некоторые опасные явления все-таки присутствуют.
Стандартные трубчатые нагреватели можно увидеть в бытовых электротехнических приборах нагревающих жидкость. Воздушные сухие ТЭНы в быту встречаются реже, но они очень востребованы в промышленных отраслях. Их использую для термической обработки газовых смесей, воздушной среды, в электрических калориферах, саунах, конвертерах, пушках в тепловых завесах.
Виды сухих трубчатых электронагревателей
Электронагреватели разделены по классификациям, которые основываются, зависимо от принципиальных схем работы и рабочей среды. От указанных требований зависят показатели прочности нагревателя, его конструктивное решение и защита от высокой температуры.
В соответствии с областями использования воздухонагреватели делятся по значениям поддерживаемого напряжения в зависимости от решаемой проблемы. Универсальным обогревателем классического типа можно считать воздухонагреватель на 220 вольт. Используется в бытовой технике, в производственных помещениях для подогрева жидкостей в соответствии с технологическими процессами. В специальных областях промышленности применяют сухие нагревательные элементы на 380 или 660 вольт.
Материалы изоляции
Обычный сухой нагреватель для воздуха состоит из металлической трубки со спиралью из проволоки с высоким сопротивлением внутри нее. Чтобы обеспечить хорошую герметичность, компоненты должны плотно прилегать друг к другу, поэтому используется специальный изоляционный материал.
Потребитель должен знать, какие материалы входят в конструкцию электронагревателя. Сухие ТЭНы с металлическим оребрением выполнены из нержавеющей или углеродистой стали. Для каждого случая подходит индивидуальный вариант, поскольку рабочая среда предназначена для собственных параметров воздействия на материал. Универсальным свойством материала является коррозионная стойкость. Для сухих нагревателей такие требования невысоки по сравнению с жидкостными нагревателями.
Устройство сухого ТЭНа
- Разные виды нагревателей могут также отличаться и формой. Сухой ТЭН изготавливается только в прямой форме, т. к. размещается в специальной защитной колбе, а обычные нагреватели могут выполняться в самой различной форме.
- Обычные трубчатые электронагреватели для нагрева воды устанавливаются непосредственно в жидкость. Сухие ТЭНы помещаются в герметично запаянную трубку, которая предотвращает непосредственный контакт нагревателя с обогреваемой средой.
- Обычные электронагреватели комплектуются анодом из магния, для предотвращения образования накипи внутри бака. При эксплуатации сухих ТЭНов анод помещают в бак через специально отведенное отверстие.
- Сухими нагревателями можно комплектовать только бойлера, у которых объем свыше 50 литров. Из-за своих размеров они не могут устанавливаться в меньшие емкости.
Особенности конструкции гибких сухих нагревателей
Гибкие нагреватели предназначаются для высоко технологичного нагрева определенных сред. Главным их отличием от стандартных элементов нагрева является то, что им можно придать абсолютно любой формы без использования каких-либо инструментов. Гибкость при этом никак не влияет на эксплуатационные свойства нагревательного прибора. Такие элементы нагрева полноценно конкурируют по своим свойствам и мощности со стандартными моделями включительно и с жидкостными устройствами. Гибкие элементы нагрева в основном используют для обогрева пресс-форм и горячеканальных систем.
Технические данные
Сухие ТЭНы могут изготавливаться в широком ассортименте. Зависимо от типа конструкции и материала оснастки их можно использовать в различных средах. Контактный стержень может иметь различную длину вплоть до 60 см. Именно это значение определяет сферу использования ТЭНа. На основе характеристик среды требующей обогрева и места монтажа подбираются размеры и определенные свойства нагревателя.
Диаметр трубки может изготавливаться с разными показателями. Различные модели электронагревателей с разной мощностью определяют скорость выхода на рабочую температуру. Высоким спросом пользуются сухие ТЭНы для нагрева воздуха с мощностью 2 кВт для напряжения 380 Вольт. Устройства длиной от 40 сантиметров могут подключаться к сети 220 Вольт. Востребованы и другие типы нагревателей с диапазоном мощности от 0,2 до 10 кВт.
Особенности монтажа сухих ТЭНов
- Установку и фиксацию производят за счет механических средств, в качестве которых могут применяться хомуты, втулки, зажимы и скобы. Не исключен способ крепления пайкой, но его стоит выполнять с осторожностью. Важно выдерживать расстояние между точками пайки от торца нагревательного элемента на 50 миллиметров.
- Гибкие сухие ТЭНы обычно закрепляют с помощью специального клеевого раствора или механическим способом, укладывая нагреватель в специально отведенные пазы.
Особенности обслуживания
- Производители стараются изготавливать максимально качественные нагреватели, обладающие высокими защитными свойствами для работы в жидкой среде. Но, важно понимать, что своевременное обслуживание оборудования значительно продлевает работу любого нагревательного устройства. Нагреваемые поверхности должны регулярно чиститься от возможных загрязнений. Интервалы между обслуживаниями зависят от рабочей среды и скорости загрязнений.
- В эксплуатации гибких элементов нагрева необходимо использовать защитную смазку в местах контакта нагревательного прибора. Перед запуском оборудования нужно проводить удаление консервационной смазки, которая мешает оптимальной тепловой отдаче.
Слабые стороны сухих нагревателей
- Существует ложное мнение, что сухие нагреватели не экономичны, т. к. между защитной колбой и резистивным элементом есть зазор. Изначально прогревается трубка, а уже потом жидкость. Специалисты с уверенностью опровергают данное мнение. Теплоотдача происходит внутри среды, поэтому тепловые потери минимальны. Диаметр нагревателя меньше диаметра защитной колбы на 2 миллиметра, воздушная прослойка небольшая.
- Показатели мощности сухих ТЭНов ниже, чем у обычных нагревателей. Их мощность доходит до 1200 ватт, сравнительно с обычными на 2 кВт. Зато сухие нагреватели можно устанавливать по 2 штуки на один бойлер, общая разница в мощности получается незначительной.
Преимущества сухих ТЭНов
- Простота обслуживания. Чтобы провести замену нагревателя нужна всего лишь отвертка для открепления защитной оболочки (колбы) и для того, чтобы отвинтить распорной винт. Больше никакие инструменты не нужны. Нагреватель вынимается и на его место устанавливается новый. В случае замены мокрого нагревателя придется сливать полностью всю воду из бойлера, откреплять фланец, и еще остатки не слитой воды могут промочить вас. При каждой замене придется брать новую прокладку для фланца. Такая работа дорогостоящая и грязная.
- Если из строя вышел один установленный нагреватель вы можете его с легкостью заменить, не контактируя с другими. Воду сливать не нужно и даже нет необходимости снимать сам бойлер. Замена сухого ТЭНа максимально занимает около 10 минут, а у опытных пользователей и того меньше. Чтобы переустановить мокрый ТЭН, придется спустить воду, вынуть сам нагреватель, отвинтить гайки.
Какой нагреватель выбрать решать только потребителю. Ведь каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Если вы не можете определить для себя правильный вариант: сухой или мокрый ТЭН? Специалисты «Полимернагрев» с удовольствием помогут решить вам эту задачу и проведут полный расчет нужного устройства под ваше оборудование и среду.
Сухой ТЭН
Обслуживание техники
Сухие ТЕНы на водонагреватель – это хорошее и рациональное решение как для тяжелых условий эксплуатации, так и для работы в обычном режиме. У них длительный срок службы и выше показатель безопасности, но есть и минусы.
Сухой ТЭН в водонагревателе
ТЭН – это трубчатый нагревательный элемент. В бойлере он разогревает холодную воду до необходимой температуры, которая задается с помощью ручки термостата. Когда достигнуты нужные градусы, сопротивление в термодатчике меняется, и он отсекает подачу напряжения на ТЭН.
Нагреватели бывают двух типов:
- «Мокрый». Бывает любой формы и размера. Внешне обычно напоминает стандартный кипятильник. Тело такого элемента полностью погружают в воду.
- Сухой ТЭН в бойлере не контактирует с водой. Он заключен в стеатитовую (керамическую) или металлическую капсулу и вместе с ней устанавливается в водонагреватель.
Современные модели бойлеров все чаще комплектуются сухим нагревательным элементом из-за его надежности, что отражено в гарантийных сроках от производителей, которые выше, чем у «мокрых» аналогов.
Устройство сухого ТЭНа
Основная причина увеличения популярности сухих элементов – борьба с накоплением накипи водонагревателя. Спираль устройства находится в герметичной запаянной трубке и не взаимодействует с водой. В конструкции также используется плотный изоляционный материал.
Такая технология не решает окончательно проблем с накипью. Налет все равно со временем образуется вокруг колбы, но скапливается его там значительно меньше, чем в моделях с классическим трубчатым нагревателем.
Справляться с засорением и коррозией ТЭНа, а также стенок бойлера помогает магниевый анод. Он установлен производителем практически во всех моделях. Деталь подключается так, что корпус бака и нагревательный элемент выступают уже в роли катода.
Анод имеет отрицательный заряд и притягивает к своему телу микрочастицы, то есть он берет удар на себя. Поэтому магниевый анод рекомендуется менять не реже, чем раз в 3 года. Сделать это можно самостоятельно, если соблюдать технику безопасности.
На обычных ТЭНах соль и кальций скапливаются быстрее. Он покрывается «панцирем» и через некоторое время перегорает в нем.
Если при нагревании воды из бака доносится характерное шипение, это означает, что ТЭН уже покрыт плотным слоем накипи и его необходимо почистить или заменить.
Сухой нагреватель по форме может быть только прямым. Из-за этого его невозможно установить в накопительной емкости с объемом ниже 50 литров.
Виды сухих нагревательных элементов
Оборудование классифицируется по нескольким признакам. Один из них – наличие масла в колбах. Смазывающая жидкость обладает высокой проводимостью тепла и помогает экономить электроэнергию пользователя ТЭНа.
В других моделях между спиралью и капсулой находится воздух или песок. Такой ТЭН более дешевый и простой в обслуживании.
Между собой устройства также отличаются по необходимому входящему напряжению. Некоторые элементы работают от сетей 380 вольт, но в бытовом домашнем бойлере используется стандартизированная версия, питающаяся от 220 вольт.
Другой отличительный параметр – это мощность. Она влияет на то, за какое время вода в баке прогреется до установленной пользователем температуры. Средняя мощность сухого ТЭНа в водонагревателе – 1 200 ватт. У мокрых элементов этот показатель обычно выше – около двух киловатт.
Плюсы и минусы сухого ТЭНа
Главное преимущество можно узнать из названия устройства. Его спираль не контактирует с водой напрямую, поэтому быстро она не разрушится даже при плохом качестве жидкости и регулярной эксплуатации.
Отличается сухой ТЭН от мокрого также тем, что его легче обслуживать. В нем заменяется лишь спираль с клемными выводами под 220 вольт. Сама капсула остается в корпусе бойлера, что позволяет производить ремонт, не сливая воду с емкости. Такую работу хорошо можно сделать самостоятельно даже без должной квалификации. Понадобится лишь качественный инструмент, а пошаговую инструкцию можно найти в обучающих видео.
Воду с бака не рекомендуется сливать без крайней необходимости. Когда его корпус изнутри взаимодействует с кислородом, то риск распространения коррозии значительно возрастает. Из-за этого может возникнуть течь. Маленькую трещину или дырку еще можно восстановить, а если поврежден большой участок, то бойлер придется менять.
К плюсам сухого элемента можно еще отнести безопасность. Из-за того, что он помещен в специальную капсулу, нет риска того, что спираль под напряжением прикоснется к токопроводящему телу и появится так называемое «пробитие на корпус». Если человек прикоснется к бойлеру с «пробитым» устройством, то его может ущипнуть током.
Еще эти устройства компактные. Поэтому некоторые производители в корпусе бака размещают сразу 2 элемента, что ускоряет процесс нагрева.
Ключевой минус сухого трубчатого электронагревателя – это его высокая цена. Классический трубчатый элемент можно приобрести в 2 раза дешевле. Также мощность нагревателя в капсуле всегда будет меньше.
Какую конструкцию ТЭНа выбрать
Ответ на вопрос: «Лучше сухой или мокрый ТЭН» – зависит от условий, в которых изделие будет эксплуатироваться. Классические нагреватели легче подобрать под свою модель бойлера, так как они универсальные. У них широкий ассортимент на рынке, детали подобного типа быстрее доводят воду до необходимой температуры.
Но такие нагреватели обладают низкой устойчивостью к накипи, хотя тоже устанавливаются вместе с магниевым анодом. Мокрый ТЭН требователен к качеству воды, его чаще придется менять, и для этого понадобится слить всю жидкость с бака.
Поэтому сухой элемент нужно выбирать тем, кто пользуется скважиной или живет в регионе, где есть проблемы с повышенной жесткостью воды.
Советы по уходу за водонагревателем с сухим ТЭНом
Несмотря на то, что сухой ТЭН лучше, чем классический препятствует образованию накипи и коррозии, обслуживать его все равно придется. Производитель рекомендует чистить колбу, в которой находится спираль, и сам бак изнутри раз в 2-3 года. Эта процедура поможет продлить срок службы элемента.
Если вода в емкости перестала нагреваться, то проверить ТЭН можно самостоятельно. Для этого понадобится омметр.
К двум клеммам, к которым подводится питание, необходимо приложить щупы. На приборе должно появиться сопротивление детали (точную цифру можно узнать в его техпаспорте). Если на дисплее отображается ноль, это означает, что спираль оборвана и трубчатый электронагреватель надо заменить.
Чтобы в баке было меньше кальциевых образований и налета, в водопроводную систему рекомендуется поставить фильтр. Его картриджи важно своевременно менять.
Бойлеры с нержавеющей внутренней колбой должны быть заземлены. Иначе из-за блуждающих токов его корпус может дать течь. Такое явление также часто наблюдается у незаземленной системы автономного отопления.
У водонагревателей с сухим и мокрым ТЭН большая разница в цене. Но срок службы устройств первого типа больше, а обслуживать его легче. Таким образом расхождение в стоимости получится компенсировать сэкономленными на обслуживании затратами.
Водонагреватели с сухим ТЭНом
Решили немного рассказать вам о водонагревателях с «сухим» ТЭНом, чем они так примечательны, за счет чего лучше других и почему они считаются самыми надежными.
Что такое «сухой» ТЭН:
Нагревательный элемент, установленный в накопительном водонагревателе, изолированный от воды специальной колбой, и не имеющий прямого контакта с водой. Внешне сухой ТЭН выглядит как сдвоенный металлический стержень, который помещен в эмалированную с внешней стороны колбы. Нагревательный элемент нагревает колбу, а она уже согревает воду.
Преимущества сухих ТЭНов:
Отсутствие контакта с водой — главный плюс. За счет того, что он изолирован, сам нагревательный элемент живет дольше.
Жесткая вода – не помеха. Если есть скважина на даче или в саду, то скорее всего она очень богата минералами, только вот на «мокром» ТЭНе это скажется очень негативно и существенно снизит длительность его работы. Сухому ТЭНу – пофиг. Также жесткая вода часто встречается и в городских квартирах. Для определения степени жесткости воды можно использовать специальную лакмусовую бумажку, которая покажет её уровень. Часто идет в комплекте с ультразвуковыми увлажнителями воздуха .
Возможность замены своими силами. Нет ничего проще, чем заменить сухой ТЭН. С мокрым все намного сложнее – нужно снять крышку, открутить фланец и только потом достать сам нагревательный элемент, а при этом надо еще предварительно слить воду и позаботиться о том, куда польются остатки этой воды, так как даже патрубок холодной воды находится выше уровня дна, поэтому в водонагревателе литров 5 еще остается, а при открученном фланце они все потекут на пол. Сухой ТЭН можно заменить вообще без каких-либо трудностей и специальных навыков: весь процесс занимает минут 5 и потребуется только отвертка.
Какие сухие ТЭНы бывают:
Чаще всего в водонагревателе используется два сухих ТЭНа одинаковой или разной мощности, при этом даже если их и больше одного, то вообще не факт, что у вас будет возможность управлять мощностью водонагревателя. К примеру, если заявленная мощность 1.5 кВт, то вполне возможно, что внутри находится 2 х 750 ватт, которые могут работать только в паре.
Есть система независимых нагревательных элементов, это значит, что каждый нагревательный элемент может работать индивидуально. Встречается не часто. Как это выглядит на практике: допустим, у вас есть водонагреватель мощностью 2 кВт. Внутри него установлена 2 тэна – 0.7 кВт и 1.3 кВт, в сумме = 2 кВт. Значит мы можем включить как отдельно самый маленький тэн и наш водогрей будет работать в минимальном режиме – 700 ватт, можем включить на средней мощности – 1.3 кВт, можем включить сразу оба – 2 кВт. Зачем все это надо, спросите вы? Надо, так как иногда в сети находится очень много приборов и общее число кВт близится к тому, чтобы выбило все пробки, а тут у вас будет возможность поставить устройство на 30% своей мощности.
Мокрый или сухой ТЭН:
Если вам нужен водонагреватель для регулярного использования, то здесь рациональнее всего отдать предпочтение именно сухим тэнам, по совокупности качеств они лучше остальных. Какой бак должен быть с сухим ТЭНом – из нержавейки или эмали – без разницы. Что нержавейка, что эмаль имеет одинаковые шансы потечь, но если оба бака сделаны хорошо, то они оба (и эмаль, и нержавейка) будут служить одинаково долго.
Купить водонагреватель с сухим ТЭНом – это более надежно, чем использование классического мокрого нагревательного элемента.
Как выбрать лучший электрический водонагреватель: главный секрет
В конце 90-х французская компания Atlantic запатентовала едва ли не главный технологический прорыв на рынке бойлеров с момента их изобретения – сухой стеатитовый ТЭН (трубчатый электронагреватель).
В 2012 году компания выпустила первый водонагреватель с сухим ТЕНом (как любят произносить многие потребители – через «е»). Весьма заманчивые теоретические преимущества за прошедшие почти 10 лет были сполна доказаны на практике. Если суммировать, выходит, что применение стеатитового ТЭНа позволяет превратить обычный бойлер в самый выгодный, беспроблемный, энергоэкономичный и к тому же тихий. В общем, после такого вопрос, какой водонагреватель лучше, уже будет риторическим. Почему? Будем разбираться в этой статье.
Об изобретателе сухих стеатитовых ТЭНов
Чтобы лучше понять, почему именно Atlantic удалось совершить революцию среди бойлеров, следует подробнее остановиться на истории и нынешнем положении этого производителя. В Европе Atlantic является лидером рынка водонагревателей с долей в 50%. В России компания является самым быстрорастущим брендом на рынке бойлеров. В 2013 году у Atlantic было 25-е место по объемам продаж, а в последние годы она стабильно удерживает четвертую позицию. Редкий рейтинг водонагревателей обходится без французских моделей.
К слову, по-настоящему европейские инженерные технологии не так часто встретишь в современных реалиях и, в частности, в топ-3 российских брендов бойлеров. Например, итальянский след Thermex давно затерялся в России и Китае, где происходит как разработка, так и выпуск продукции компании. Шведский Electrolux и итальянский Zanussi – проекты отечественной компании «Русклимат». Которая, как и в случае с Ballu, Boneco, Royal Thermo, Weger, Shuft, Biasi, SFA, De Dietrich и многими другими, выкупила права на продажу своей продукции под известной маркой. И, опять же, предпочитает китайские фабричные мощности.
В 2021 году исполнилось чуть больше полувека с того момента, когда на западном побережье Франции инженеры Поль Рад (Paul Radat) и Пьер Лямур (Pierre Lamour) основали Atlantic. Компанию, которая впоследствии стала лидером на европейском рынке водонагревателей. И отметилась множеством инноваций на ниве производства как домашнего, так и профессионального оборудования для нагрева воды и отопления. Что неудивительно: не менее 4% от годового оборота в 2,3 млрд евро Atlantic тратит на исследования и новые разработки. А это порядка 90 млн евро.
Штат компании составляет ни много ни мало 7 200 сотрудников, из них самые преданные работники – безусловно, руководство Atlantic. Дело в том, что речь идет о чисто семейном бизнесе, причем производственном – «у руля» стоят дети и внуки основателей организации. Такая преемственность как нельзя лучше позволяет передавать из поколения в поколение огромный накопленный опыт в области разработки и производства всевозможного оборудования для управления микроклиматом. От вентиляционной техники и кондиционеров до систем промышленного отопления.
Уже по указанному обороту в 2,3 млрд евро понятно, что Atlantic – организация, как бы сказать помягче… немаленькая. В одной только Франции у компании целых 12(!) заводов. При этом Atlantic самым активным образом занимается локализацией производства вдали от родины. Так, на Украине компания на протяжении последних 10 лет является безусловным лидером рынка водонагревателей – в 2019 году доля Atlantic превысила 40%. Неудивительно, что в 2009 году под Одессой был открыт завод с незамысловатым названием «УкрАтлантик», где выпускают бойлеры и конвекторы для как украинских, так и для российских потребителей. По тем же причинам в свое время были открыты полноценные производства в Испании, Бельгии, Египте, Польше, Турции, Грузии, Таиланде, Великобритании, Австрии, Словакии. Суммарные производственные мощности компании – 23 собственные фабрики по всему миру. Продукция Atlantic продается более чем в 70 странах.
Да, сборка водонагревателей Atlantic происходит в разных странах, по всему миру. Однако разработка таких устройств с первого дня основания компании Atlantic и до наших дней исключительно французская: все ключевые технологии создаются французскими инженерами исключительно во Франции. В самой Франции собирают только промышленные и полупромышленные модели объемом от пятидесяти до трех тысяч(!) литров.
Склад промышленных водонагревателей Atlantic во Франции.
Это вызвано тем, что для производства такой продукции (нагревателей промышленного и полупромышленного уровня) требуется особо дорогостоящее и сложное оборудование. Например, для финального обжига баков водонагревателей используются огромные печи.
Печь для обжига баков на одном из французских заводов Atlantic.
Вот как выглядит производство промышленных бойлеров:
Основная география продаж промышленных и полупромышленных моделей водонагревателей Atlantic – Европа, поэтому фирма не развивает подобные производства в других странах. Спрос на новых рынках слишком сложно спрогнозировать, поэтому нецелесообразно заранее инвестировать в организацию и налаживание работы дополнительной фабрики со сложным и высокотехнологичным производством в каком-либо регионе за пределами Франции. Хотя на примере одесского завода водонагревателей и конвекторов видно, что Atlantic всегда готова оперативно откликнуться на стабильно высокие продажи и локализовать производство.
Интересно, что Atlantic в своем развитии придерживается тех же принципов, что и IT-гиганты вроде Apple или Google. То есть идет по пути регулярного приобретения различных компаний с интересными и ценными разработками и инновациями. К слову, еще в 1987 году в состав Atlantic вошел Thremor – пионер технологий конвекторного электрического отопления, основанный братьями Мор в 1931 году. В дальнейшем слияния и поглощения со стороны Atlantic продолжились, что сыграло немаловажную роль в завоевании звания технологического лидера на рынке отопительного и нагревательного оборудования.
Как устроен бойлер
Чтобы лучше разобраться в преимуществах сухого стеатитового ТЭНа, для начала изучим устройство и принцип работы типового бойлера. Если максимально упростить разъяснение – есть бак, в него поступает холодная вода, она нагревается с помощью ТЭНа, а затем уходит из водонагревателя в доведенном до нужной температуры состоянии. И пользователь получает горячую воду.
С общим устройством разобрались – переходим к частностям.
Бак. Существует всего два типа баков: эмалированные и из нержавеющей стали. Как вы думаете, какой вариант для водонагревателя лучше? «Конечно же, нержавейка», – сразу же подсказывает интуиция. Которой в данном случае доверять я бы не рекомендовал. Потому что по факту эмалированное (само собой – только качественное) покрытие обладает практически теми же свойствами, что и стандартная нержавейка. Выигрыша в долговечности у нержавеющей стали по факту нет. Еще раз подчеркиваю – не следует «вестись» на емкое красивое выражение «нержавеющая сталь». Ведь, как показывает реальная статистика сервисных центров по ремонту и обслуживанию бытовой техники, современные эмалированные баки служат дольше нержавеющих! И сейчас объясню, почему.
А потому, что делать «по уму» емкости из «нержавейки» очень дорого и сложно. Для понимания: качественный водонагреватель фирмы Atlantic из нержавеющей стали, скажем, на сто литров в России будет стоить порядка 120 000 рублей – совершенно дикие деньги! Вот поэтому компания Atlantic попросту не завозит их в нашу страну – никакой рядовой потребитель в здравом уме не будет столько платить за бытовой бойлер для ванной или дачи. В том числе и потому, что по своей необразованности искренне считает: за сумму раз в десять меньше получит типа такой же водонагреватель у условного Electrolux. «Типа такой же», да на деле совсем не такой…
В Европе баки из нержавейки применяются только в профессиональном оборудовании с повышенными круглосуточными нагрузками – например, в гостиницах или на производствах. В России же нас, потребителей, как правило, «ловят» на таком сладком уху выражении «не ржа-ве-ет», подсовывая бак с тонким слоем дешевой и низкокачественной нержавеющей стали. Которая (внимание!) может даже не обладать той самой устойчивостью к коррозии. К слову, «козыряние» баками из [какого угодно низкого качества, зато] нержавейки – это характерный почерк именно китайских производителей.
Одна из ключевых проблем подобных емкостей – высокая сложность и цена качественной сварки бака из нержавейки. Само собой, условный китайский производитель такими «высокими материями» себя не обременяет и предпочитает метод «тяп-ляп». В результате сварочные швы содержат значительные примеси других металлов и лишены хоть какой-то защиты от коррозии. Поэтому ржавчине даже не требуется рассредоточивать усилия по всему баку – достаточно пары месяцев «поедания» сварных швов. После чего бойлер дает течь.
Реальный пример бытового водонагревателя из нержавейки. Настоящая порнография для сотрудников сервиса – изъеденные коррозией, покрытые толстенными шматами накипи швы бака. Бррр!
Что касается эмали, здесь тоже не все так просто. Обычный эмалированный слой имеет следующий недостаток. Под действием температуры стенки бака постоянно сужаются-расширяются. А вместе с ними и эмаль, в которой со временем из-за этого образуются микротрещины. Через них вода в баке напрямую контактирует с металлом стенок, что может привести к возникновению очагов коррозии. Во избежание трещин в бойлерах производители разрабатывают особые составы, например, у Atlantic используется эмаль с примесью кобальта и циркония. Благодаря этому, с одной стороны, эмалированный слой лучше держится за стенки. А с другой – приобретает эластичность и растягивается-сужается без растрескивания.
Эмалированное покрытие бака Atlantic.
В этом ролике с отметки 02:41 подробно показан процесс эмалирования баков на украинском заводе Atlantic:
Магниевый анод. Наряду с ТЭНом это один из двух расходников водонагревателя, замена требуется каждые 1-3 года в зависимости от факторов вроде технологии электронагревателя, объема бака, жесткости воды и т.д.
Если вас не пугают слова вроде «анод», «катод» и «электролит», читайте дальше «умное» разъяснение. В противном случае – пропускайте абзац, а дальше знакомьтесь с информацией, понятной даже человеку, максимально далекому от физики.
Версия «для шарящих». Рассмотрим водонагреватель с самым популярным видом ТЭНа – простым медным. Как только начинается нагрев, вода становится электролитом, ТЭН превращается в катод, металлические стенки бака выступают анодом, так как имеют меньший электродный потенциал.
Если в нашем «уравнении» нет штуки под названием «магниевый анод», железные стенки и дно бака начнут постепенно вступать в реакцию и разрушаться, истончаться в ходе процесса под названием «электрохимическая коррозия». Металл в виде ионов переходит в раствор (воду), а эквивалентное количество электронов остается в металле: Me 0 – ne- → Ме n+ .
Изъеденное ржавчиной дно бака. Видимо, кто-то своевременно не заменил «умерший» магниевый анод.
Помните, выше я рассказывал о китайских водонагревателях с баками из нержавейки с протеканиями по шву? Как уже указывалось, сварные швы получаются с содержанием примесей других металлов. Поэтому, когда со временем магниевый анод выходит из строя и требует замены, именно швы в первую очередь подвергаются коррозии, разрушаются и дают течь буквально за несколько месяцев.
Тут необходимо сделать маленькое отступление. Как по мне, основная задача защиты бака – в том, чтобы емкость не стала активно разрушаться сразу же при выходе анода из строя. С данной «оборонительной» задачей эмаль справляется отлично. Более того, у водонагревателей Atlantic эмалированным слоем с таким же составом, как и для бака, покрыта и колба ТЭНа. Поэтому даже если анод и «закончится», кожух ТЭНа и стенки бака все равно не образуют гальваническую пару катод-анод. Что крайне эффективно предотвращает коррозию емкости.
Эмалированная колба ТЭНа Atlantic.
В случае с бюджетной нержавейкой все совсем иначе. Повторюсь, нет анода – получите-распишитесь в гарантированной скорой протечке бака. А теперь самое забавное – на такие случаи гарантия не распространяется. Вроде бы все правильно – будь добр, уважаемый потребитель, вовремя менять анод. Но компании для таких по факту беззащитных перед ржавчиной баков пафосно предлагают целых восемь лет гарантии – и это выглядит нелепо. То есть вроде как провозглашается некая особая долговечность и защищенность. Но на деле емкость готова пойти коррозией при первой же возможности. И никто ремонтировать бесплатно не будет!
Магниевый анод – это обязательный элемент любого водонагревателя. Именно «аксессуар» из магния обеспечивает катодную защиту. И в результате становится, выражаясь по-научному, жертвенным анодом. Который постепенно разрушается и рано или поздно потребует замены. Поэтому нужно внимательно следовать указаниям производителя по периодичности замены анода – иначе вместо недорогой процедуры ценой в 1 800 рублей вы «влетите» на… полную замену бака. Который, кстати, стоит процентов 50% от цены нового водонагревателя.
А еще не забываем, что чаще всего мы говорим об «агрессивной» воде с той или иной степенью жесткости. Поэтому здесь под действием раскаленного магниевого анода в нагретой воде растворенные соли магния и кальция преобразуются в мелкие частицы карбоната магния и карбоната кальция. Это и есть та самая накипь, что оседает на поверхности ТЭНа и образует твердую корку. Под которой запускаются процессы коррозии, и впоследствии электронагреватель приходится менять. Магниевый анод обеспечивает многократное увеличение в воде количества катионов Mg2+. Они вступают в реакцию с нерастворимой солью CaCO3, в результате чего твердая накипь разрыхляется и оседает в виде хлопьев, главным образом на дно бака.
Никаких фокусов – сплошная химия!
Казалось бы, happy end – но нет. Во-первых, в определенном объеме твердая накипь все равно постепенно накапливается на ТЭНе. Во-вторых, электронагреватель «обнимают» хлопья все той же накипи. Изначально светлая накипь может приобретать рыжеватый оттенок – это значит, что пошел процесс коррозии. Как будто нам одной только электрохимической коррозии было мало.
Слева – новый ТЭН. Справа – он же спустя два года, сплошь облеплен накипью.
Вдобавок та часть накипи (чем выше содержание соли жесткости в воде, тем больше), что оседает на дно бака, соприкасается с основанием ТЭНа. В результате компонент, если пренебречь своевременной чисткой, со временем запросто может выйти из строя. Ведь в месте контакта теплопроводность падает, ТЭНы просто перегреваются и лопаются.
Версия «для народа». Есть такой закон физики – если в нагреваемой воде больше одного металлического элемента, то начнется коррозия. То есть истончение металла у того участника пары, у которого ниже параметр под названием «электродный потенциал». В водонагревателе в наличии стальные стенки с меньшей потенциальной энергией и медный ТЭН – с большей. Что предпочитаете – ржавый бак или лопнувший трубчатый электронагреватель? Хоть и в разной степени, но все равно достанется и тому и другому. И то и другое менять довольно дорого.
Поэтому в дело вступает магниевый анод с самым низким потенциалом из представленных в водонагревателе. Ему-то, магниевому аноду, и приходится отдуваться за всех и почти полностью принимать на себя «коррозийный удар». Вдобавок в расчете на квадратный сантиметр медный ТЭН выделяет ну очень много тепла, а это повышает интенсивность образования накипи. Которая в виде твердого налета оседает на ТЭНе. Магниевый анод частично разрыхляет накипь, которая в виде хлопьев оседает на дно бака. Но все равно со временем на электронагревателе образуется корка, под которой медь начинает ржаветь.
Со временем анод истончается вплоть до того, что остается только штырь-держатель. В среднем в бойлере с обычным мокрым медным ТЭНом менять анод требуется раз в год.
Сверху – целый анод, снизу – «утомленный» коррозией анод.
ТЭН. Существуют всего два вида ТЭНов – более современные сухие и обычные мокрые. Разделение основано на том, имеет ли непосредственно нагревательный элемент контакт с водой. Когда речь идет про водонагреватель с сухим ТЭНом, компонент «наглухо» спрятан в металлической, как правило, стальной колбе и контакта с водой нет. В случае же обычного мокрого ТЭНа прямой контакт происходит.
Обычный мокрый медный ТЭН нагревается благодаря помещенной внутрь токопроводящей нихромовой нити. Для ее изоляции и недопущения соприкосновения с металлической оболочкой электронагревателя используется наполнитель-изолятор, кварцевый песок. Ну а непосредственно выполнен ТЭН, как правило, из меди. Есть ровно один ключевой недостаток этой несложной (суть – обычный кипятильник) конструкции.
Из-за небольшой общей площади поверхности ТЭНа получается высокое тепловыделение на квадратный сантиметр кожуха. Вследствие чего происходит крайне интенсивное образование накипи. Вот почему анод обычно служит не больше года, а ТЭН у среднестатистического пользователя живет не дольше 2-3 лет. А по-хорошему, в бойлер нужно заглядывать ежегодно не только для замены анода, но и для чистки электронагревателя наряду с самим баком.
Инновация Atlantic заключается в том, что компания сумела в 3-4 раза снизить тепловыделение и, как следствие, свести к минимуму образование накипи за счет своей новаторской разработки. Вместо узкой медной трубки используется относительно широкая стальная колба. А что внутри? Инженеры сумели повернуть дело так, что ТЭН перестал быть единым целым с запаянной трубкой и превратился в самостоятельный элемент без металлической оболочки.
Ведь все гениальное просто. Вместо сыпучего изолятора в виде песка был выбран твердый стеатит – идеальный природный материал для подобного оборудования. Высокая теплопроводность, выдерживание температуры вплоть до 1000 °C, отличная прочность и долговечность… Но из всех производителей водонагревателей приметил это только Atlantic. В результате компания получила достаточно крупный для объемной колбы ТЭН, который в то же время физически не контактирует с защитным кожухом. А значит… и не имеет контакта с водой! Именно поэтому такой тип ТЭНа и называется сухим.
Если суммировать, выполненные с применение стеатита современные ТЭНы обладают следующими преимуществами перед электронагревателями из других материалов:
- Еще раз о главном – площадь защитной колбы у сухого стеатитового ТЭНа в 3-4 раза больше в сравнении с мокрым медным. Поэтому тепловыделение на квадратный сантиметр площади примерно в 4 раза ниже. Как следствие, приблизительно во столько же – в 4 раза – меньше интенсивность образования накипи. Первый плюс – низкая нагрузка на анод. Если при обычном мокром ТЭНе его нужно менять ежегодно, то при сухом стеатитовом – раз в 2-3 года. Второй плюс – нет твердой накипи. Ту, что появляется, анод без труда полностью разрыхляет. Вдобавок, в отличие от многих сухих аналогов, у Atlantic колба покрыта эмалью, так что налет в виде хлопьев не может массово закрепиться на поверхности кожуха и в основной массе при нагреве бака и циркуляции воды сбивается на дно емкости.
- Исключена сама вероятность возникновения гальвано-пары катод-анод, в которой ТЭН разрушает бак. А именно такая пара и образуется между емкостью и медным ТЭНом при выходе из строя анода.
- Современный сухой стеатитовый ТЭН может работать в воде любой степени жесткости, так как напрямую с ней, водой, не соприкасается.
- Твердая накипь на ТЭНе – самая популярная причина постепенного повышения шума в работе водонагревателя. Эдакий сигнал «почисти меня или замени». Часто пользователи этого не знают и терпят нарастающую шумность. При стеатитовом ТЭНе в бойлере ничего терпеть не надо – он в принципе устроен так, чтобы исключить любые посторонние звуки при своей работе.
- В то время как обычный мокрый медный ТЭН требует замены каждые 2-3 года, современный сухой стеатитовый электронагреватель – не чаще одного раза в двадцать лет. Это официально озвученный компанией Atlantic срок. Первый инновационный водонагреватель фирмы Atlantic поступил в продажу в 2012 году, поэтому – подождем, посмотрим.
- У стеатитовых ТЭНов по сравнению с любыми(!) другими видами ТЭНов бОльшая площадь теплоотдачи. В результате – более быстрый, почти мгновенный нагрев воды и долгое остывание. Таким образом достигается отличная энергоэффективность водонагревателя. За счет этого, а также благодаря отличной теплоизоляции, бойлеры Atlantic и являются крайне энергоэкономичными. По европейской классификации энергоэффективности модели компании Atlantic принадлежат к самому высокому среди водонагревателей классу «B», тогда как китайские аналоги – «C», а то и «D». Что означает по меньшей мере на 10-15% более высокие энергозатраты.
На всякий случай уточню, что в Сети все еще гуляет старая байка – мол, из-за защитной колбы и отсутствия прямого контакта с водой происходят большие потери тепла. Это не так, в частности, у ТЭНов Atlantiс расстояние до защитного кожуха составляет до 2 мм. То есть воздушная прослойка практически полностью отсутствует, она исчезающе маленькая.
Выше я уже отмечал, что так или иначе, но на дне бака водонагревателя будет скапливаться накипь. В случае отсутствия своевременной чистки образуется толстый слой, который неизбежно контактирует с горячим мокрым ТЭНом и благополучно блокирует его теплопроводность. Итог – трубчатый электронагреватель попросту лопается от перегрева.
Типичный «мокрый» ТЭН – нагрев происходит от самого основания (область в красном овале), из-за чего там же усиленно скапливается накипь. Теплопроводность блокируется внизу, в результате там же происходит разрыв трубки ТЭНа.
В сухих стеатитовых ТЭНах Atlantic пошли на хитрость – нагревательная нить проложена не с самого низа, а берет начало чуть выше. Это сделано для того, чтобы нижняя часть защитной колбы оставалась холодной и препятствовала налипанию накипи.
ТЭН Atlantic – нагревательная нить присутствует только в красной области. Ниже, в том числе у самого основания, ее нет, зона с синей заливкой остается холодной и не обрастает накипью.
Другие производители решили не отставать и придумали альтернативный сухой ТЭН. Как? Берем обычный мокрый ТЭН, например, вот такой.
Обрезаем верхнюю часть так, чтобы у нас остались две трубки. Запаиваем концы. Каждую трубку помещаем внутрь… другой трубки, также запаянной сверху. Готово!
Две синие трубки припаяны к фланцу, т.е. основанию. Итого получаются кожухи, куда можно вставлять/извлекать ТЭНы. 
Непосредственно сухой ТЭН – «шпилька».
Да-да, вы все правильно поняли. Суть ТЭНа осталась той же, что у обычного мокрого. Его лишь поместили в колбу. Площадь тепловыделения и интенсивность образования накипи не изменились. Только теперь ТЭНу приходится тратить лишнюю электроэнергию, ведь нагревать воду приходится через две, а не одну металлическую стенку.
Зато есть определенный плюс. ТЭН превратился в палочку-шпильку, которую удобно менять. Не нужно откручивать весь фланец и сливать воду. Вдобавок менять электронагреватель теперь нужно немногим реже, раз в 3-4 года, а не раз в 2-3 года, как раньше.
Комичность заключается еще и в том, что даже не все производители эмалируют колбы. Поэтому получите-распишитесь в твердой накипи на колбе ТЭНа и последующей коррозии. Впрочем, судя по всему, качеством эмали компании тоже себя не утруждают. Отсюда – микротрещины в эмалированном слое из-за расширения-сужения металла колбы. Даже на форумах по выбору бойлеров видно, насколько распространена проблема с давшими течь кожухами. Для сравнения, сервисы Atlantic пока не зарегистрировали ни одного случая протекания эмалированных колб. Ведь в составе эмаль-покрытия колбы ТЭНа есть кобальт и цирконий, которые делают слой эластичным и защищенным от растрескивания.
Чуть не забыл: в отсутствие эмали остается еще и проблема с тем, что нагрев ТЭНа идет от основания, а значит, со временем плотно обрастает накипью, тепловыделение падает со временем вплоть до нуля с последующим перегревом (отдавать тепло-то не получается) и выходом электронагревателя из строя.
До кучи – еще один факт. Помимо оригинальных запчастей, магазины, конечно же, наводнены неоригинальными фланцами (у сухих ТЭНов это единая деталь с защитными трубками) и ТЭНами от разных производителей. Те же фланцы стоят на 15-20% дешевле. Эмали – нет, металл – тонкий. Опять нас пытаются подловить на применении нержавейки непонятного качества и долговечности. Поэтому мало того, что производители «псевдосухих» бойлеров и так не облегчают жизнь потребителю, так свою лепту вносят еще и поставщики запчастей. В результате водонагреватель получает совсем уж незавидные характеристики.
Считаем деньги
Какими бы интересными ни были передовые технологии, самый убедительный аргумент в их пользу (или наоборот) – вполне конкретные денежные знаки, которые модель с ТЭНом определенного типа может сэкономить по сравнению с аналогами. Как видим, за восемь лет – гарантийный срок моделей Atlantic с современным сухим стеатитовым ТЭНом – суммарные затраты на обслуживание в три раза ниже, чем у обычного «мокрого» варианта. Вызывать мастера в случае Atlantic надо почти в три раза реже.
Уточню, что стандартная гарантия на баки бойлеров Atlantic с современным стеатитовым ТЭНом составляет 7 лет. Что все равно больше, чем 5 лет у большинства других производителей. Так вот, при своевременном обслуживании, то есть замене анода раз в два года, вы получаете от Atlantic бесплатно еще один год гарантии. Итого – 8 лет. Или можно купить за 1 100 рублей комплект из трех фирменных анодов и самостоятельно производить замену. Итог – тот же +1 бесплатный год гарантии.
До кучи – возьмем для сравнения бойлер с псевдосухим ТЭНом.
Как говорится, это было бы смешно, если бы не было так грустно. Водонагреватель с сухим ТЭНом с приставкой «псевдо» по стоимости владения практически не отличается от обычного мокрого. В самом деле, ведь интенсивность образования накипи в силу особенностей псевдосухого ТЭНа практически такая же, как и у мокрого. А значит, и нагрузка на анод и частота его замены остаются без изменений. В то же время сухой ТЭН рекомендуется менять реже, чем мокрый – примерно раз в четыре, а не в два-три года. Однако на отрезке в восемь лет и с «сухим», и с мокрым электронагревателем выходит одна и та же итоговая сумма, две замены. И по-прежнему в эксплуатации сухие водонагреватели Atlantic обойдутся в три раза дешевле. И мастера придется вызывать почти в три раза реже.
Выводы
И все-таки какой водонагреватель лучше? «Сердце» любого бойлера – это его ТЭН. От которого в основном и зависит, насколько быстро будет нагреваться вода, в какую сумму встанет обслуживание за годы эксплуатации, насколько экономичной по расходу электроэнергии окажется модель.
И на данный момент наиболее продвинутый и эффективный вид трубчатых электронагревателей разработан французской компанией Atlantic, №1 на европейском рынке отопительного и нагревательного оборудования. А именно – запатентованный сухой стеатитовый ТЭН.
В случае применения такого ТЭНа бойлер автоматически готов возглавить любой рейтинг водонагревателей и получает характеристики со следующими преимуществами:
- В разработке Atlantic ТЭН не контактирует с водой, так как помещен в защитную эмалированную колбу. В результате срок эксплуатации элемента увеличивается с 2-3 лет до 20 лет – в шесть раз.
- Благодаря относительно крупному размеру стеатитового ТЭНа, а значит, и колбы, в сравнении с обычными мокрыми вариантами снижается тепловыделение на квадратный сантиметр поверхности. То есть суммарная теплоотдача сохраняется, но при этом в 3-4 раза уменьшается интенсивность образования накипи. Менять анод придется не раз в полгода-год, а единожды за 2-3 года.
- Суммарные расходы на сухие водонагреватели за 8 лет в три раза ниже, чем у мокрого варианта. В результате аналог с обычным медным ТЭНом может стоить даже дешевле водонагревателя Atlantic, но на длинной дистанции окажется не менее, а то и более дорогостоящим.
- Нагревательная нить проложена чуть выше основания, поэтому у оседающей на дне бака накипи нет соблазна скапливаться в самом низу колбы ТЭНа и «обнимать» его плотным кольцом. В мокром электронагревателе такого эффекта добиться невозможно, поэтому в результате скопления накипи сначала затрудняется нагрев воды, а затем он может взорваться и выйти из строя.
- Крупная эмалированная колба вдобавок защищена от скапливания на ней накипи и последующей коррозии. Приятный бонус – не образуется твердая корка, из-за которой при нагревании воды бойлер громко шумит. То есть водонагреватели Atlantic со стеатитовыми ТЭНами всегда работают без лишнего шума.
- Стеатит – материал, который быстро нагревается, но долго остывает. Поэтому показывает отличную энергоэффективность. В частности, у моделей Atlantic по данному аспекту самый высокий рейтинг «B» среди бытовых бойлеров по европейской классификации.
И напоследок напомню – не следует путать настоящие сухие стеатитовые ТЭНы Atlantic с псевдосухими вариантами других производителей. Которые, по сути, представляют собой слегка улучшенную мокрую версию, но никак не полноценную альтернативу запатентованной французской разработке.