Почему горят ТЭНы на водонагревателях и стиральных машинах и как их заменить

ТЭН – трубчатый электронагреватель или термоэлектронагреватель, устройство для преобразования электричества в тепловую энергию. Они различаются по форме, по назначению, например водяные и воздушные, по мощности и габаритам.

Устанавливаются повсеместно, где нужно что-то нагреть: в электроплитах, обогревателях, водонагревательных баках и проточных нагревателях, котлах для отопления помещений, в технологических нуждах на производстве, как балластные элементы для сброса лишней энергии и другое. Но у любой техники есть свой ресурс.

Содержание статьи

ТЭНы рано или поздно сгорают, при этом они могут как просто перестать работать, так и пробить на корпус, из-за чего возникнет опасность поражения электрическим током. Давайте разберемся в причинах их выхода из строя, структуре, различиях и способах замены.

Устройство ТЭНа

Электронагреватель состоит из трубчатого корпуса, внутри которого находится спираль или нить из материала с высоким удельным сопротивлением, например нихром, фехром и прочее. Спираль отделена от корпуса электроизолирующим, но теплопроводящим материалом, например периклаз. На концах ТЭНа, в зависимости от конструкции, может быть резьба для крепления в корпусе нагреваемого бака или расширения, в которые упирается крепежная пластина с прокладкой для устранения протечек.

Дальше стоят керамические изоляторы, из которых выступают шпильки для подсоединения питающих проводов или клеммы.

Форма у ТЭНа может быть различной, в зависимости от его применения, как U образная, так и изогнутая по кругу и любых других видов, разнообразие форм вы видите на рисунке.

Благодаря высокому сопротивлению нихрома при протекании через него тока на нем выделяется большая мощность – это и есть тепло. В зависимости от конструкции прибора тепло передается либо теплоносителю в двухконтурных системах либо напрямую к нагреваемому телу.

Мощность выделяемая рассчитывается по закону Ома и формуле мощности:

На рисунке выше под буквой «а» изображено схематическое крепление ТЭНа крупным планом, где 1 – корпус бака, 2 – прокладка, 3 крепежная пластина ТЭНа или фланец, 4 – нагревательный элемент, 5 – внешняя крепежная пластина, 6 – шпильки для крепления, «

» — клеммы для подачи напряжения, 7 – герметическая часть, выполняющая роль изолятора и защиты от протечек, выполненная сваркой или пайкой.

«Б» — условное расположение ТЭНа в электрочайнике, «в» — котле», «г», «д» — накопительный и проточно-накопительный водонагреватель.

Причины выхода из строя

Тэны выходят из строя двумя способами, они либо сгорают (обрыв спирали), либо разрушается внешняя часть нагревателя и тогда он пробивает на корпус электроприбора (например, бак). Давайте рассмотрим причины, почему это происходит.

1. Жесткая вода

Повышенное содержание веществ в воде приводит к образованию накипи на нагревательном элементе. После чего он постепенно разрушается. К тому же ухудшается отдача тепла, и повышается вероятность перегорание спирали.

2. Скачки напряжения в питающей электросети

Так как ТЭН это, по сути, мощный резистор, то ток, протекающий через его спираль, зависит от напряжения. При скачке в пике ток может возрасти и спираль может перегореть моментально, а долгое, даже незначительное, отклонение напряжения от номинальной величины в большую сторону ведет к выделению мощности больше допустимой.

Чтобы уменьшить влияние жесткой воды можно установить фильтры, периодически проводить чистку для удаления накипи. Это справедливо как для стиральных машин, так и для водонагревательных баков и другого оборудования.

Одним из симптомов проблем с ТЭНом является срабатывание УЗО, или когда вода из водонагревательного бака бьётся током. Это указывает на утечку тока, при этом ТЭН может продолжать функционирования в полной мере. Лучше как можно скорее заменить его, чтобы в дальнейшем развитие проблемы не вызвало поражение электрическим током.

Чтобы снизить вероятность проблем, которые возникают от некачественного питания, нужно использовать стабилизатор напряжения. Его можно использовать только для бака или стиральной машины, а можно установить на вводе электроэнергии, тогда вы защитите все электроприборы в вашем жилище. Для стиральной машины достаточно моделей мощностью до 2-х кВт.

В водонагревательных баках устанавливают магниевый анод, который нужен для защиты бака и ТЭНа от разрушения. Стоит следить за его состоянием и выполнять профилактическую замену, когда он на грани износа. На картинке выше вы видите изношенный анод и новый.

Как проверить нагревательный элемент

Нагревательный элемент можно проверить прозвонкой, омметром или мультиметром. Лучший способ диагностики любого устройства это внешний осмотр. Нужно обратить особое внимание на целостность корпуса, наличие микротрещин и неестественных рельефов, напоминающих по структуре коррозионные повреждения.

Рассмотрим способ проверки мультиметром. Нужно измерить сопротивление ТЭНа, оно зависит от мощности. Чем больше мощность, тем меньше сопротивление. Его можно рассчитать из мощности, т.к.

Результаты расчета покажут сопротивление в горячем состоянии, стоит помнить, что у проводника, чем выше температура, тем больше сопротивление. В холодном состоянии оно будет несколько ниже.

Если вы на экране видите что-то вроде этого:

То ТЭН еще исправен, если число близится к нулю (короткое замыкание), или к бесконечности (обрыв) – он сгорел.

Следующим этапом будет проверка сопротивления между клеммой питания и корпусом оно должно быть как можно больше, если его величина меньше 500 кОм, значит, имеет место быть пробой на корпус. Такую проверку лучше производить мегомметром с высоким измерительным напряжением (хотя бы 500В). Но если есть конкретный пробой на корпус, то его покажет и прозвонка.

Проверка описана также и в этом видео:

Как заменить ТЭН

Универсального совета по замене нагревателя нет, но процесс можно описать в общем виде. Для начала нужно разобрать корпус прибора, допустим стиральной машины. Далее нужно найти ТЭН, обычно он расположен в баке. Вы увидите подобную картину.

Вытаскиваем провод питания из розетки. Далее отключаем от клемм питания два или три провода. После этого отвинчиваем гайку (1) крепежной шпильки (2). В зависимости от конструкции их может быть несколько.

Упираясь пальцами в шпильку или корпус бака, вынимаем нагреватель. Под фланцем (3) расположена прокладка, если на ТЭНе купленном на замену её нет, то будьте осторожны, не порвите и не потеряйте ту, что стояла на старом ТЭНе. При обратной сборке будьте внимательны, чтобы фланец не разрезал прокладку.

Процесс замены наглядно показан на видео:

В бойлерах процедура замена похожа на предыдущий пример, только внешний вид нагревателя может отличаться. Перед заменой нужно слить воду, иначе всё вытечет на пол, когда вы начнете вынимать ТЭН. Он устанавливается в нижней части бака и может быть закрыт декоративными крышками или панелями, пластиковыми или металлическими. Пример вы видите на фото ниже.

Дальше нужно изъять уплотнительные элементы, отключить провода питания, открутить крепежные винты и вынуть элемент.

В зависимости от мощности бойлера нагревателей может быть несколько. Алгоритм проверки описан выше, а дальше собираете всё обратном порядке.

Заключение

Замена ТЭНа простое дело, но требует наличия простейших инструментов, типа гаечных ключей, отверток, пассатижей, мультиметра или тестера «Цэшки». Минимальных навыков слесаря, и внимательности, чтобы избежать протечек и прочих проблем.

Не стоит устанавливать нагреватели большей мощности вместо сгоревших. Они возможно и будут работать, а вот сам прибор не факт, что выдержит возросшее тепловыделение. С электричеством не стоит экспериментировать, особенно если у вас нет опыта.

Источник

Проверка и замена ТЭНа водонагревателя: способы определения неисправностей, поэтапное описание процедуры

Проверка и замена ТЭНа на водонагревателе имеет особенности по типам устройства. Некоторое водогрейное оборудование оснащается сразу двумя элементами. Изделия выпускаются с вмонтированными термостатами и без (для баков с терморегуляторами в корпусе).

При замене ТЭНов на бойлере надо учесть виды конструкций:

У моделей со спиралью в трубке пространство между ней и стенками заполняется электроизоляционным материалом (кварцевым песком).

Мокрые ТЭНы (погружные, открытые)	Сухие ТЭНы (закрытые)
Металлическая трубка с нагревательной нитью внутри.	керамический массив в форме объемного цилиндра с нагревательной спиралью; корпус из черного металла в специальном фланце.
Проверять надо не реже раз в 2 года, срок сокращается, если вода жесткая. Устройство непосредственно в воде, корродирует быстро, постоянно, несмотря на анод в баке. Надо менять из-за разрушения, перегрева в сравнительно краткий период.	Вставляются извне в кожух. Не контактируют с жидкостью. Срок службы не зависит от коррозии и может быть неограниченным – влияет только износ от времени, состояние электрических частей.
Для замены потребуется трудоемкая процедура слива воды.	Замена и осмотр намного проще – достаточно вытащить ТЭН из кожуха, без слива.

Причины перегорания одного или нескольких ТЭНов:

• механические повреждения, перегрев из-за таких факторов (актуально для «мокрых» ТЭНов):
  • накипь, налет;
  • коррозия иного рода (окисление и пр.);
  • трещины;
• перегорание нити, электроэлементов (провода, термостат) от износа, скачков напряжения.

Почему горят ТЭНы в водонагревателе

«Мокрые» ТЭНы горят от перегрева, причиненного накипью. Признак, когда толщина чужеродного слоя критическая, – шипение, свист при нагреве.

Погружные ТЭНы перегорают чаще. Накипь служит дополнительным теплоизолятором: 1 мм дает дополнительных 75% теплоизоляции, перегрев опасный, поскольку постоянный. Нить и другие элементы нагревателя рассчитаны на определенную рабочую температуру, при ином значение их срок эксплуатации сокращается.

Перегорание «сухих» ТЭНов не связано с накипью, причиной может быть поломка электрических элементов от старости, замыканий, скачков напряжения, отпадения контактов.

Как проверить исправность ТЭНа

Анализируют электрические параметры. Проверка ТЭНа водонагревателя мультиметром:

Этап	Описание
Для определения сопротивления (Ом) узнают мощность (кВт)	Выбита на устройстве, прописана в техпаспорте
Зная мощность, исчисляют ток, идущий через нагреватель	Равен отношению кВт к значению электросети (220 В): I=P/U, Ампер
Сопротивление (Ом)	равно соотношению: напряжение (220 В)/ток: R=U/I; второй способ: R=U²/P. Пример: ТЭН 1,3 кВт (1300 Вт, Ватты), напряжение сети 220 В (Вольты): R=220²/1300=37,23 Ом.
Финишный этап – проверка сопротивления ТЭНа мультиметром	Отключают нагреватель от сети, отсоединяют провода. Клавишу измерителя устанавливают на диапазон 200 Ом (отметка шкалы внизу прямо по центру). Щупами дотрагиваются к плюсу и минусу (клеммам) нагревателя.
Анализ показателей	величина близкая к расчетной – исправность; ноль – есть замыкание внутри, неисправность; 1 (тестер со стрелкой покажет ∞) – обрыв электроконтактов, спирали.

Далее, мультиметром необходимо протестировать, есть ли пробои на корпусе (прозвонить ТЭН):

• переключатель устанавливают на прозвонку, «зуммер»;
• один зонд – к выводу, второй – к корпусу (можно к «земле»);
• звуковой сигнал (пищит) – есть пробой.

Для проверки работоспособности ТЭНа, когда повреждена изоляция, применяют мегаомметр. Поломка может возникнуть как от механического повреждения, так и при старении материалов. Происходит утечка тока на корпус.

Если цепь с ТЭНом имеет УЗО (защитное отключение, рекомендованное значение для бойлеров не max 30 мА, а max 10 мА), то при повреждении изоляции, водонагреватель все время выключается. Защита активируется с половины тока для отключения: от 5 мА для УЗО при установке 10 мА, от 15 мА для 30 мА.

На мегаомметре устанавливают диапазон 500 В. Прикасаются зондами к клеммам и корпусу, нормальное значение больше 0,5 Ом.

Поломка может крыться не в самом ТЭНе, важно также проверить термостат (если он есть), обычно он отсоединяется без сложных манипуляций.

Термостат находится или в основании нагревателя как часть его конструкции, или в самом баке под крышкой блока управления. В последнем случае не придется сливать воду – достаточно снять панель и данный узел. Процедура замены простая – вставить новый, правильно подсоединить все провода. Процесс проверки стандартный – мультиметром.

Можно ли заменить ТЭН в бойлере

ТЭН – всегда заменяемый. Что нужно учесть при покупке нового:

• крепление должно совпадать со старым (монтажная гайка, фланец);
• желательно, чтобы материал совпадал с вышедшим из строя, что исключит разность потенциалов, сокращающую срок эксплуатации. Специалисты рекомендуют, если емкость из нержавейки, ставить такой же нагреватель. Данное условие не критически важное, но желательное. Используют только 2 материала для ТЭНов – сталь и медь;
• форма, угол размещения должны совпадать (прямые, гнутые), параметр подбирается изначально производителем как наилучший для емкости. Если вставить изделие другой формы, скорость работы может уменьшиться. Но зачастую пространственная ориентация не влияет на работу, нюанс надо уточнять у производителя;
• с таким же отверстием под анод. Но если в бойлере есть два нагревателя, то один из них может быть и без анода. Анод обязательный, иначе быстро прогрессирует коррозия, накипь;
• ставить вместо сухих погружные варианты можно, только по инструкции водонагревателя (такие случаи редкие);
• замена ТЭНа на более мощный или слабый возможна, но по рекомендации изготовителя, иначе собьются настройки БУ.

Если главные предостережения соблюдены – мощность, габариты, посадочное место – возможно монтировать изделия других брендов. На рынке есть компании, например, Thermowatt, специализирующиеся именно на ТЭНах для бойлеров различных марок.

Конечно, оптимальным будет выбор из продукции того же производителя. Обычно у компаний есть списки взаимозаменяемости сухих ТЭНов, а также их мокрых разновидностей.

Как снять ТЭН с водонагревателя и поставить новый

Достать нагревательный элемент из водонагревателя, если это сухой вариант, проще (если не надо менять анод) – достаточно отключить от питания, открутить крепление, отсоединить клеммы и вытащить из бака, вставить новый, не опустошая емкость. Процедура для мокрых ТЭНов, а таких большинство, сложнее, потребуется слив.

Как выкрутить ТЭН из бойлера:

1. Вытащить вилку электрошнура водонагревателя из розетки.
2. Слив:
   • Перекрывают холодную подачу воды от стояка к бойлеру (обычно клапан находится на тройнике сразу после счетчика) и горячий выход из корпуса (клапан на его патрубке);
   • Отсоединяют холодный шланг, открывают кран водонагревателя, подставляют емкость.
   • Если жидкость не вытекает, значит, образовалась воздушная пробка, для ее устранения ослабляют гайку горячего патрубка в месте соединения ее с трубой (на тройнике), открывают предохранительный клапан и слив производят через него (процедура может длиться долго 30 л – 1 час).
3. После слива скручивают вентили с корпуса, снимают нижнюю крышку, получают доступ к нагревателю. В некоторых электроводонагревателях указанная часть специально сделана съемной, демонтируется проще.
4. Отсоединяют провода, декоративные шайбы, прокладки, предварительно запомнив их место.
5. Откручивают по периметру все винты крепления нагревателя. Порядок любой, но закручивать надо крест-накрест, чтобы не искривился фланец и прокладка.
6. Вытаскивают ТЭН.

Перегоревшие ТЭНы не ремонтируют, выбрасывают, кроме случаев:

• отвалились контакты – их можно припаять;
• неисправен термостат (проверяют стандартно мультиметром) – его заменяют.

Замена трубчатого нагревательного элемента в водонагревателе: вставляют ТЭН, подсоединяют провода, закручивают крепления.

На что обратить внимание:

1. Крайне не рекомендовано оставлять старые части узла, даже если они пригодные, например, прокладки (их материал «устает»).
2. Болты фланца затягивают не по порядку, а крест-накрест для равномерного прилегания и без чрезмерных усилий, чтобы не сорвать резьбу или не вырвать шпильку.
3. По запомненной схеме подключают провода, ставят кожух-крышку, перед закрытием которой проверяют, все ли соединения без люфта.

1. Если бак снимали со стены, навешивают на место.
2. Подсоединяют шланги.
3. Открывают холодную подачу, заполняют емкость.
4. Открывают горячий кран, должна пойти вода.
5. Закрывают смеситель, выжидают 1 час, чтобы исчез конденсат и для уверенности в отсутствии течи.
6. Включают бойлер. Проверяют термостат, регулятор выставляют поочередно на макс./мин. При этом срабатывает световой элемент индикатора вкл./вкл. Можно посмотреть на счетчик электроэнергии – при максимальном значении термостата бегунок будет идти заметно быстрее.

Услуги по замене ТЭНа предоставляют сервисные центры, ремонтные организации. Стоимость замены ТЭНа 800 – 1000 руб., плюс цена нового изделия (например, для бойлера Ariston ABS Platinum 2500 Вт – 1000 – 1200 р.).

Магниевые аноды заменяют обязательно, если осталось 30% от их тела. При установке нового нагревателя желательно это сделать в любом случае, если анод давно не менялся. «Вечные» (титановые, никелевые) аноды оставляют, если работоспособные, такие разновидности не «съедаются» средой. Важно следить, чтобы плата управления водонагревателя в процессе манипуляций не была залита водой, если это случилось – просушить ее.

Источник