Электрические ТЭНы, виды ТЭНов в зависимости от их назначения
ТЭН это трубчатый электрический нагреватель, произведенный в виде металлической трубки, в которой по центру расположен резистивный элемент, как правило, это нить или спираль из фехрали.
Пространство между резистивной проволокой и трубкой заполнено диэлектрическим материалом достаточно тепло проводимым «периклаз», при этом достаточно термостойким.
Спираль их фехраля обладает нужным сопротивлением, чтобы обеспечить необходимую температуру на поверхности ТЭНа.
Первый патент (патент США № 25532) на ТЭН был выдан Джорджу Симпсону 20 сентября 1859 года.
Основные части ТЭНа:
- 1 - Трубка;
- 2 - Резистивный элемент;
- 3 - Периклаз;
- 4 - Шпильки.
Трубки из углеродистой стали подвержены коррозии металлов обычно используются для производства ТЭНов, которые применяют для нагрева сред не содержащих кислот и высоко щелочных растворах. Именно металлические трубки ТЭНов в основном используются в бытовых нагревательных приборах и промышленных станках.
В зависимости от применения нагревателя, диаметр трубки варьируется от 8 до 16 мм.
В качестве материала для ТЭНа часто применяют различные металлы, обладающие высоким электрическим сопротивлением, таких как углеродистая сталь и нержавеющая сталь.
Изоляционный слой нужен для предотвращения контакта резистивной нити с металлической трубкой, при этом должен хорошо передавать тепло на металлическую часть трубки.
Что бы подключить ТЭН в электрическую цепь, существуют шпильки которые изолируются специальными керамическими изоляторами. Так же сам тип ТЭНа бывает одноконцевой или двухконцевой. В первом случае контактная группа расположены с одной стороны нагревателя, во втором — выводы расположены с разных сторон ТЭНа.
Различные типы нагревателей изготавливаются с дополнительными элементами, например с 2000 года ТЭНы посудомоечных и стиральных машин обязательно имеют термопредохранитель, а ТЭНы бойлерных водонагревателей дополнены магниевым анодным стержнем для продления ресурса нагревателя.
Какие же бывают ТЭНы в зависимости от их назначения?
Воздушный ТЭН
Данные нагреватели являются основным нагревательным элементом в бытовом применении таких как тепловентиляторы, духовки, тепловые завесы, конвекторы, сушильные камеры. Они бывают гладкими трубчатыми, так и с оребренем и различных форм и размеров. Температурный предел таких ТЭНов - 430°С.
ТЭНы с оребрением как правильно используются для нагрева воздуха, движущегося или спокойного, но в редких случаях могут использоваться и в для нагрева воды или различных жидкостей. Конструктивно, оребренный ТЭН имеет двухконцевую трубку круглого сечения, на нагреваемой поверхности которой расположена лента в виде ребер.
Ребра изготавливаются из гофрированной стальной ленты, которая навита по спирали на трубку. Толщина ленты приблизительно 0,2 мм, а ширина 10мм. Чтобы коэффициент теплового расширения был одинаков везде, используют ленту из углеродистой или нержавеющей стали.
Оребрение даёт большую площадь поверхности, в результате чего нагрузка на нагревательный ТЭН уменьшается до 2,7 раз по сравнению с исполнением ТЭНа без ленты орберения. Длина нагревателя составляет от 32 см до 6 метров, при этом форма может быть различной
ТЭНы для воды
Данные нагреватели используются в накопительных нагревателях, автоклавах, в стиральных и посудомоечных машинах где требуется нагрев воды до 100С. Если же задача стоит более сложная, то применяют блоки ТЭНов, чтобы была более высокая тепловая нагрузка для массивных ёмкостей.
В бытовом использовании (например в отопительных котлах) нагреватель оснащен терморегулятором, чтобы температура воды не превышала 75°С, сопутствует и для снижения потребления электроэнергии. Для защиты от воды, концы нагревателей надежно герметизируют, а контактные стержни окружают плотной изолирующей оболочкой из керамического изолятора
ТЭНы гибкие
Такие ТЭНы незаменимы в горячеканальных системах и станках пресс форм. Они удобны тем, что им можно придавая различные формы, и нагрев при этом будет равномерным на всей поверхности ТЭНа. Нагрев по контуру без придания различных форм, практически невозможен в горячеканальных системах. Гибкие нагреватели выпускаются различных размеров, и будут удобны при укладывании в пазы. Довольно хорошо такие ТЭНы применяются в теплых полах. Отдельный класс гибких нагревателей — саморегулирующийся кабель.
ТЭНы патронные
Данными ТЭНами комплектуют промышленные станки. Компактные патронные нагреватели используются при переработке пластика, так же они стоят в соплах литьевого пресса, упаковочные машины на конвейерной ленте.
Область где используются патронные ТЭНов весьма обширна: литейное производство, обувная промышленность, изготовление лабораторной и медицинской техники, автомобильная и древесная отрасли и т.д. Крепление ТЭНов осуществляется при помощи планок и штуцеров.
