Что такое нагревательный элемент

Какие бывают электрические тэны, виды трубчатых электрических нагревателей и принципы их работы

что такое нагревательный элемент

Практически любой электронагревательный прибор оснащен нагревательным элементом той или иной конструкции. Используя один и тот же принцип — превращение электрической энергии в тепловую за счет нагрева проводника, — элементы очень различаются по типу и конструкции.

Конструкция эта зависит от поставленных задач, условий работы и необходимой мощности конкретного нагревателя. Наибольшее распространение получили так называемые ТЭНы — трубчатые термоэлектронагреватели, изобретенные в XIX веке и с тех пор мало изменившиеся.

Как устроен трубчатый электронагреватель

Конструктивно термонагреватель представляет собой спираль из проводника с высоким удельным сопротивлением, свитым в спираль. Спираль помещается в металлическую или керамическую трубку той или иной формы, а свободное пространство внутри трубки заполняется специальной теплопроводной массой.

Как устроен ТЭН электрический

Эта масса служит не только для передачи тепла от спирали к трубке, но для и защиты самой спирали от окружающей среды, а также для электроизоляции. В отличие от открытой конструкции, когда токопроводящий материал открыт, такое устройство обеспечивает удобную и безопасную эксплуатацию нагревателя.

В отличие от приборов открытого типа (справа) трубчатые термоэлектронагреватели удобнее и безопаснее

Кроме того, трубчатая конструкция позволяет работать нагревателю непосредственно в агрессивных и токопроводящих средах, к примеру в воде.

Виды ТЭНов

Нагревательные элементы можно разделить на два вида:

Воздушные ТЭНы, как можно догадаться из названия, предназначены для работы на воздухе и используются для непосредственного нагрева либо самого воздуха, либо тех или иных предметов, находящихся в воздушной среде. Подобные электронагреватели можно встретить в обычных электроплитках, духовых шкафах, комнатных обогревателях.

Назначение второго вида — нагрев жидкости. Такие нагреватели работают в электрочайниках, электротитанах, масляных или водяных отопительных системах. Отличным примером водяного ТЭНа может служить обычный бытовой кипятильник.

Классический пример водяного ТЭНа — обычный бытовой кипятильник

Отличия одного вида от другого невелики, но они есть. Прежде всего, водяной нагреватель отличается большим соотношением мощности к габаритам. Иными словами, он имеет высокую мощность при малых габаритах и площади поверхности. Обусловлено это тем, что прибор работает в среде с высокой теплопроводностью.

Это позволяет быстро нагреть большой объем жидкости при минимальных затратах электроэнергии (меньше тепла в единицу времени расходуется на нагрев окружающего воздуха).

Недостатком такой конструкции является то, что водяной ТЭН не может работать без погружения в рабочую среду (жидкость) — он сразу перегреется и сгорит, поскольку воздух имеет гораздо меньшую теплопроводность, чем те же вода или масло.

Воздушные же нагреватели имеют довольно большую площадь поверхности для своей мощности и не нагреваются так сильно, хотя внешне могут ничем и не отличаться от жидкостных.

Внешне ТЭН электрический водяной (слева) может ничем не отличаться от воздушного

Конструктивные отличия электронагревателей трубчатого типа

В зависимости от поставленных задач, нагревательные элементы могут сильно отличаться по конструкции. Они имеют не только различные мощность, размеры и форму, но даже различаются по материалам и внешнему виду.

Основные конструктивные типы нагревательных элементов следующие:

  1. Гладкие.
  2. Оребренные.
  3. С терморегулировкой.
  4. Блочные.
  5. Патронные.
  6. Кольцевые.

Гладкие нагревательные элементы

Они являются, по сути, универсальными и получили самое широкое распространение. Вы можете увидеть их в чайниках, мультиварках, электродуховках, плитах электрокаминах. Приборы этого типа относительно просты по конструкции, имеют умеренную стоимость и достаточно хороший КПД.

Оребренные ТЭНы

Их можно отличить по ребрам, которыми оснащена трубка элемента. Благодаря этим ребрам площадь прибора увеличивается в разы, а значит, устройства имеют повышенную теплоотдачу. Такие нагреватели, обладая высокой мощностью, могут успешно работать на воздухе без перегрева и позволяют существенно уменьшить габариты всего нагревательного устройства с сохранением его высоких характеристик и производительности.

Оребренный трубчатый электронагреватель

Оребренные конструкции используются для умеренного, но быстрого нагрева воздуха. Их можно встретить в электрокаминах (в том числе и с принудительной вентиляцией). Они же используются для воздушных тепловых заслонов в магазинах, цехах, на складах. Есть оребренные ТЭНы и во всевозможных относительно низкотемпературных сушильных печах.

ТЭНы с терморегулировкой

Этот класс приборов оснащается встроенными терморегуляторами, которые не только защищают сам ТЭН от аварийного перегрева, но и позволяют автоматически поддерживать температуру окружающей среды.

При превышении заданной температуры специальный биметаллический контакт просто отключает питание нагревательного элемента и ждет, пока последний не остынет.

Наибольшее применение такие типы нагревателей получили в конструкциях для нагрева жидкости — автоматических бойлерах, котлах, системах электрического отопления. Большинство из них (но далеко не все) имеют водяную конструкцию.

Электронагреватель со встроенным терморегулятором

Блочные ТЭНы

По сути, такая конструкция представляет собой несколько нагревателей, соединенных в один блок. Других особенностей этот тип нагревателей не имеет. Такие блоки используются для уменьшения габаритов оборудования с одновременным увеличением отдаваемой мощности.

Электрические ТЭНы, собранные в блок, имеют высокую мощность и одновременно небольшие габариты, поскольку все нагреватели отлично охлаждаются

Патронные нагреватели

Основное отличие такого типа нагревателя от классического — он имеет выводы питания на одной стороне и выполнен в виде патрона (стержня), плотно вставляемого в тонкостенную гильзу. При этом гильза крепится в самом приборе, а уж затем в нее вставляется нагреватель.

Преимущества такой конструкции очевидны — вы можете произвести замену испорченного ТЭНа без слива рабочего тела. К примеру, вы можете быстро и просто заменить нагреватель в бойлере или котле, не сливая воду из системы водоснабжения и отопления.

Такой тип приборов не получил особого распространения в быту, но широко используется в промышленности.

Патронный трубчатый электронагреватель

Кольцевые ТЭНы

По сути, они являются гибридом воздушного и водяного ТЭНа. Устройства надеваются на нагреваемый объект (скажем, трубу) сверху и, казалось бы, работают на воздухе, но благодаря специальной конструкции тепло отдают в основном стенкам трубы. Такие нагреватели очень удобны в эксплуатации, эффективны и легко заменяются. Кроме того, гибкая их конструкция позволяет быстро подгонять нагреватель под диаметр нагреваемого тела.

Нагреватель кольцевого типа

Материал трубчатых электронагревателей

Для изготовления нагревателей трубчатого типа сегодня используются самые различные и современные материалы. Сама спираль, как и прежде, изготавливается из материалов с высоким электрическим сопротивлением (нихром, константан, вольфрам и пр.), а вот материал корпуса (теплопередающей трубки) может быть самым различным. Сегодня в вашем распоряжении есть три типа нагревателей:

  • металлические;
  • керамические;
  • комбинированные.

Алюминий. Он используется в относительно недорогих водяных нагревателях. Относительно недорогой материал, не боится коррозии, легко обрабатывается. Поскольку ТЭН работает в воде, низкая температура плавления алюминия не является существенной.

Единственный недостаток таких нагревателей — их низкая механическая прочность и, как следствие, высокая взрывоопасность. Если вы, к примеру, включите бытовой кипятильник, изготовленный из алюминия, на воздухе, то он взорвется в прямом смысле слова.

То же самое произойдет и при выкипании воды в том же электрочайнике.

Сплавы стали. Сталь намного прочнее алюминия и взорвать такой нагреватель гораздо сложнее. Но железо плохо обрабатывается и, самое главное, подвержено коррозии. Тем не менее в воздушных ТЭНах сплавы железа работают весьма успешно. Для водяных нагревателей обычное железо, конечно, не подходит. Исключение может составлять лишь нержавеющая сталь.

Сплавы меди. Медь — отличный теплопроводник и используется для изготовления ТЭНов достаточно широко. Ее используют чаще всего для изготовления воздушных оребренных устройств, хотя существуют и обычные трубчатые электронагреватели для воздуха и даже воды.

Керамика. Исключительно прочный материал, не боящийся коррозии. Использование керамики ограничивает лишь относительно высокая сложность и стоимость изготовления. Но несмотря на это, керамические приборы существуют и успешно используются в приборах высоких классов и надежности.

Комбинированные. Такие электрические нагреватели, как ясно из названия, выполняются из нескольких материалов, дополняющих друг друга по своим свойствам. К примеру, существуют воздушные ТЭНы, изготовленные из стали, но имеющие медное оребрение.

Этим достигаются умеренная стоимость изделия, относительно небольшой его вес и отличные теплопроводящие характеристики. Еще один пример — водяные «керамические» нагреватели в стиральных машинах. Сама трубка в таких приборах выполнена из стали, но покрыта слоем керамики.

Таким образом, вы имеете умеренный по цене прибор с высокими техническими и эксплуатационными характеристиками.

Источник: https://chebo.pro/tehnologii/elektricheskie-teny-dlya-chego-sluzhat-i-kakie-byvayut.html

Cтич или ТЭН: что это такое, выбор вида нагревательного элемента для конвектора

что такое нагревательный элемент

Устанавливаемый в конвектор нагревательный элемент позволяет обогревать помещение без использования жидкого теплоносителя. Источником питания оборудования является электричество. ТЭНы характеризуются различным строением, материалами, эффективностью и областью применения.

Нагревательный элемент для конвектора — что это такое

Под ТЭНом подразумевается малогабаритное устройство, которое встраивается в нижнюю часть корпуса радиатора. Принцип действия прибора основан на преобразовании электрической энергии в тепловую. Так как расходный ресурс относительно дорогой, такие конвекторы чаще применяются в качестве дополнительного обогрева воздуха.

Все нагревательные элементы условно подразделяются на 2 группы. Устройство открытого типа характеризуется степенью электрозащищенности с маркировкой IP21. Управление осуществляется посредством механического термостата. Прибор закрытого типа оснащен электронным терморегулятором, запрограммированным на конкретные или настраиваемые значения температур. Для конвекторов с подобным оборудованием свойственны экономичное потребление энергии и защищенность на уровне IP24.

Типы электрических нагревателей

Конструктивно нагревательные элементы представлены в разном исполнении. Соответственно от того, какой именно встроен ТЭН, принцип действия и технические характеристики конвектора имеют свои отличительные черты, достоинства, недостатки. Перед выбором того или иного конвекторного радиатора важно заранее ознакомиться с этими аспектами.

Stitch (Стич)

Название нагревательного элемента в переводе с английского языка означает «шить» или «стегать». В России чаще встречается понятие игольчатый ТЭН. Конструктивно прибор представлен диэлектрической пластиной и непрерывной токопроводящей нитью накаливания. Она изготавливается из сплава никеля с хромом, покрывается изоляционным от кислорода термостойким лаком. Проволока образует множество петель по обе стороны плоского основания.

Производители, как правило, устанавливают 2 подобных нагревателя. Электрический конвектор с игольчатыми ТЭНами имеют следующие достоинства:

  • нагревание до +250 и более градусов по Цельсию и остывание нити накаливания происходит в течение нескольких секунд;
  • работа оборудования сопровождается бесшумностью;
  • потребление энергии экономичное.

Из недостатков отмечается прямой контакт с кислородом, что способствует понижению показателя влажности в помещении. При попадании на раскаленную проволоку пыли существует риск образования искрения и возгорания. Тонкая нить накаливания характеризуется хрупкостью, поэтому радиаторы служат недолго.

Важно! Нагревательный элемент типа стич не имеют дополнительной защиты от прямого контакта с водой. Этот факт ограничивает область применения только сухими помещениями.

Трубчатый

Элементы трубчатого типа представлены колбой из высокопрочной стали. Наполнителем емкости является мелкофракционный песок из кварца, керамики или магния. Чтобы смесь не высыпалась прибор оснащен заглушками. Нагревание минерального диэлектрика происходит посредством пропущенной внутри нихромовой нити.

Для увеличения диапазона охватываемого воздуха дополнительно к колбе закрепляются плоские или спиралевидные элементы из алюминия с высоким коэффициентом проводимости тепла. Оребрение каждый производитель разрабатывает по своей технологии. Однако теплоотдача конвекторов с трубчатым нагревателем различного исполнения практически одинакова.

Сравнительно с игольчатым ТЭНом нить накаливания у трубчатого элемента изолирована от пыли, влаги и кислорода. Это позволяет увеличить срок ее эксплуатации примерно в 1,5-2 раза. Использование радиатора во влажных помещениях допускается, так как чаще производители обеспечивают степень защиты с маркировкой IP24.

Важно! Несмотря на защиту от брызг конвекторы относительно источников воды рекомендуется ставить на расстоянии более 0,6-1 м.

Теплоотдача нагревательного элемента с оребрением происходит через несколько минут, которые уходят на передачу энергии минеральному наполнителю (то же самое можно сказать и про остывание). Прилегает алюминиевый рефлектор к основной рабочей части неплотно, поэтому происходит частичная потеря тепла. Из-за этого энергопотребление увеличивается. Металл во время теплового расширения и сужения нередко издает потрескивающий звук, так как процесс протекает неравномерно.

Монолитный

Нагреватель в сплошном исполнении исключает недостатки игольчатого и трубчатого типа. Причиной тому является расположение нити накаливания внутри цельнолитой конструкции силуминовой колбы с Х-образным оребрением. В качестве наполнителя чаще используется кварц.

Все достоинства радиатора обуславливает монолитный тип нагревателя и однородность металлической конструкции. В частности, отсутствует звуковое сопровождение, никель-хромовая проволока изолирована от окружающей среды и долго служит, потери тепла сведены к минимуму, на относительную влажность оборудования влияния не оказывает. Область применения ограничений относительно внутренних помещений практически не имеет. К недостаткам относится сравнительно высокая стоимость.

Какой конвектор выбрать, на что обращать внимание

Определиться с тем, монолитный нагреватель, стич или тэн — что лучше выбрать, позволяет осведомленность относительно устройства, энергопотребления и теплоотдачи электрических элементов, обслуживания.

В инструкции к применению конкретного продукта, производитель всегда указывает мощность оборудования, степень влагозащищенности, оснащение теми или иными приборами: регуляторы, датчики, таймеры, выключатели.

В качестве дополнения устройство может быть оснащено ионизатором, увлажнителем воздуха, защитой от опрокидывания, блокировкой от детей и пультом дистанционного управления.

Мощность радиатора рассчитывается исходя из применения относительно основного или второстепенного источника тепла. Так, для постоянного использования конвектора в маленькой спальне достаточно 0,5 кВт/ч, для гостиной в 20 кв. метров хватит 1,5 кВт/ч, а для двух помещений понадобится не менее 3 кВт/ч. Для дополнительного обогрева расчеты делятся примерно на 1,7-2.

Рекомендации по выбору

В независимости от типа нагревательного элемента устанавливать конвектор нужно там, где воздух может свободно циркулировать. Если заставить радиатор мебелью и зашторить, то КПД заметно снизится. Достаточно придерживаться расстояния в 0,5 м.

Если выбор останавливается на недорогом игольчатом ТЭНе, то важно исключать скопление пыли. А также необходимо следить за относительной влажностью, так как открытая нить накаливания способствует высушиванию воздуха. Трубчатый элемент не всегда достаточно защищен от влаги, чтобы обогревать кухню или сантехническое помещение.

Источник: https://www.tproekt.com/konvektor-nagrevatelniy-element/

Что такое нагревательный элемент, и какие виды существуют? :

что такое нагревательный элемент

В промышленной и бытовой технике нашло применение множество различных элементов и деталей, разработанных людьми. В рамках статьи будет рассмотрено, что такое нагревательный элемент. Что он собой представляет? Для чего они предназначены и какие виды их существуют?

Где применяются современные нагревательные элементы?

Как было сказано, они являются составной частью промышленной и бытовой техники. Их можно встретить в электрических плитах, жарочных шкафах и духовках, электрочайниках, отопительных приборах, водонагревателях, электрокофеварках и многих других машинах.

Замена нагревательного элемента может быть и простым, и весьма сложным делом. Всё зависит от техники, где они используются. В качестве основы нагревательного элемента используется проволока, обладающая высоким электрическим сопротивлением. В большинстве случаев она изготавливается из нихрома.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как называется единица измерения силы тока

Так какие электрические нагревательные элементы существуют и на данный момент широко используются?

Инфракрасные нагревательные элементы

Функционируя, они генерируют в окружающую среду инфракрасные лучи. Таким образом, осуществляется распространение тепла безопасным для человека образом. Инфракрасные нагревательные элементы способствуют постепенному и равномерному нагреву помещения (но приоритетной считается область, куда они направлены).

Благодаря такому свойству они используются не только в домашних, но и в производственных и лабораторных условиях. К тому же данные приборы имеют низкую рабочую температуру (60-65 градусов), что позволяет использовать инфракрасные нагревательные элементы в качестве прибора для сушки для фруктов, овощей и грибов.

Карбоновая лампа

Является вакуумной трубкой, сделанной из кварцевого стекла. Внутри размещается излучающий элемент, который сделан из карбоновых (углеродсодержащих) волокон, свитых в жгут. Иногда его ещё называют спиралью, но это неправильно.

Несмотря на то, что карбоновое волокно появилось относительно недавно, оно успешно завоевало себе место в ряде технологий, в том числе и при изготовлении нагревательных элементов. При подаче напряжения происходит моментальный разогрев. Благодаря волокнистой структуре увеличена площадь излучения, что ведёт к повышенной теплоотдаче.

Это, в свою очередь, позволяет значительно экономить электроэнергию (по сравнению с использованием нихромовой основы).

Керамические инфракрасные излучатели

Являются обычными ТЭНами, которые размещены в керамическом корпусе. Теплом нагревается оболочка, а потом уже и внешняя среда. Благодаря значительной площади, которую имеет керамический нагревательный элемент, обогрев помещений осуществляется в ускоренном режиме (в сравнении с ТЭНом). Также их из-за размеров часто называют панельными инфракрасными нагревателями.

Они могут быть вогнутыми, плоскими или выпуклыми. Рабочая температура, которую имеет керамический нагревательный элемент, колеблется обычно в диапазоне 700-750 градусов. Их параметры могут быть подобраны на все случаи.

Существуют отдельные экземпляры, которые могут похвастаться значительными параметрами: так, открытый тип предназначен для быстрого обогрева помещения и может разогреваться до 900 градусов выше нуля!

Кварцевые и галогенные излучатели

Являются запаянной вакуумной трубкой, сделанной из кварцевого стекла. Внутри находится спираль, сделанная из металла, обладающего высоким сопротивлением. По сути, это галогенные лампы, у которых внутри вольфрамовая спираль. В зависимости от конструкции излучатели делят на два вида:

  1. Со средневолновым.
  2. С коротковолновым диапазоном.

В первых спираль выполнена в звездчатой форме. Во втором внутри кварцевой трубки расположена нить накала. Но почему были созданы различные конструкции? Дело в том, что галогенные излучатели, у которых поддерживается нить накала, могут нагреваться до температуры 2600 градусов.

Данные элементы являются обладателями высокой мощности и имеют очень незначительное время реагирования.

Где эти преимущества нашли применение? Они необходимы в кратких циклических процессах, в которых, тем не менее, необходима высокая удельная мощность, которую может дать указанный нагревательный элемент.

Силиконовые нагревательные элементы

Конструктивно они выглядят так: между двумя слоями силикона размещается вытравленная нагревательная пленка или провод. Несмотря на странность, таким образом можно получить элемент, который позволит получить разнообразные параметры готовой техники. Чтобы увеличить механическую прочность, производится армирование текстильным стекловолокном.

Характеризируя их, следует сказать, что таким нагревателям требуется мало времени для нагрева и остывания. Они могут точно поддерживать температуру нагревательного элемента при помощи сенсора и термостата. Размеры их невелики: самые маленькие имеют толщину всего 0,7 миллиметра.

Данный факт позволяет их использовать в различных областях: от подогрева бочек с красками или маслами, заканчивая аэрокосмическими аппаратами.

Силиконовые нагревательные элементы отличаются повышенной стойкостью к негативному воздействию сырости и влаги. Поэтому их используют в лабораторном оборудовании, сфере общественного питания и вообще в любых случаях, когда необходимо защитить аппаратуру от конденсата и замерзания. Единственное ограничение – температура рабочей среды: в большинстве случаев она не должна превышать 200 градусов.

Источник: https://www.syl.ru/article/228169/new_chto-takoe-nagrevatelnyiy-element-i-kakie-vidyi-suschestvuyut

Трубчатые электрические нагреватели — ТЭНы устройство, выбор, эксплуатация, подключение ТЭНов

Электрические ТЭНы десятилетиями не меняют свою конструкцию и остаются востребованными в отопительном оборудовании. Меняется форма этих приборов, конструктивные материалы, но остается неизменным принцип действия и эффективность.

Выбирая ТЕНы для отопления, важно знать их разновидности и схему работы, от которой зависит правильность функционирования в оборудовании. статьи:

статьи:

  • Предназначение отопительных ТЕНов
  • Внутреннее устройство электронагревателей
  • Принцип работы устройства
  • Виды ТЭНов для отопительных приборов
    • Трубчатые модели для бытового отопления
    • Оребренный вариант электронагревателей
    • Блочные конструкции ТЭНов
    • Приборы патронного типа
  • Дополнительные функции электронагревателей
  • Как выбрать отопительный ТЭН
    • Расчет мощности прибора
    • Учет особенностей конструкции
    • Длина нагревательной трубки
    • Наличие дополнительного функционала
  • Выводы и полезное видео по теме

Предназначение отопительных ТЕНов

Электрические ТЭНы снискали популярность благодаря своей универсальности и высокому КПД. Вся потребляемая ими электроэнергия расходуется по прямому назначению – на обогрев окружающего пространства.

Основными отопительными приборами, где используются ТЕНы являются:

  1. Переносные и стационарные масляные электрообогреватели.
  2. Водяные радиаторы отопления.
  3. Полотенцесушители для ванной.
  4. Электрокамины.
  5. Электроконвекторы.
  6. Электрические котлы.

Указанное оборудование может использоваться в качестве основного или дополнительного источника обогрева. Стоит оно недорого, легко монтируется и не требует специальных навыков при эксплуатации.

Подключить ТЭН к чугунному радиатору центрального отопления можно после отсоединения общего стояка. Такой прибор можно использовать для основного и дополнительного обогрева

Негерметичные нагреватели

Негерметичные нагреватели относятся к одному из подвидов нагревательных устройств закрытого типа. В конструкцию таких устройств входят нагревательные элементы в виде ленты либо спирали, которые защищены изоляционными материалами, предотвращающими непосредственный контакт элемента нагрева с нагреваемым объектом, но не предотвращающих контакт с воздухом. Зачастую в качестве изоляторов применяют керамические бусы.

Конструкция таких приборов считается несложной, но не отличается особой прочностью. Негерметичные элементы нагрева, работающие за счет нихромовой или фехральной спиральной проволоки размещают в специальные кожухи из металла. Это уже совсем другой вид конструкции негерметичного нагревателя. Кожух наполняют изоляционным порошкообразным веществом.

Такой вариант нагревателя является более надежным в эксплуатации, но дольше прогревается.

Негерметичнымии нагревателями также можно назвать:

Принцип работы греющего кабеля

Принцип работы заключается в том, что электрическая энергия превращается в тепловую. Особенность такой нагревательной системы состоит в том, что она, без применения окислителя и топлива, принимает энергию и преобразует её в тепло. Система обогрева нагревается от проходящего по ней электричества и предотвращает промерзание коммуникаций. Поэтому для водопровода обязательно нужно приобрести греющий кабель, он поможет избежать сбоя в работе водопроводных сетей в холодное время года.

Для обогрева внешнего трубопровода применяют провода с бесшовной, герметичной и стойкой к повреждениям оболочкой, которая не боится перепадов температуры. Нагревательный элемент находится внутри внешнего слоя. При понижении температуры воздуха греющий кабель подключается к электричеству. Начинает работать нагревательный элемент и обогревает всю систему. Если температура воздуха повышается, то провод отключается от электросети и работа трубопровода осуществляется в обычном режиме.

Нагреватели с открытой спиралью

Открытые нагреватели представлены в виде спирального нагревательного элемента, который размещают в специальные изоляционные канавки или подвешивают с помощью кронштейнов.

Тепловая подача от таких нагревателей производится за счет излучения либо конвекции. Данные нагреватели имеют простую схему, быстро вырабатывают необходимое тепло, недорогие и их просто ремонтировать.

Главными недостатками есть их невысокая электробезопасность, незащищенность от механических повреждений и возможные замыкания.

Для примера, нагреватели с открытой спиралью — это:

проволочные нагреватели и пр.

Источник: https://mr-build.ru/newteplo/iz-cego-delaut-nagrevatelnye-elementy.html

Что такое :: Трубчатый электронагреватель (ТЭН)

07 марта 2006, 10:40

Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) предназначены для преобразования электрической энергии в тепловую и применяются в качестве комплектующих изделий в промышленных установках и бытовых нагревательных приборах. Нагрев различных сред осуществляется путем конвекции, теплопроводности и излучения. Существуют трубчатые электронагреватели (ТЭНы) различных типов и размеров для сред: вода, воздух, металл, масло, агрессивная среда. 

ТЭНы из стали 10 используются для нагрева воздуха, воды, нейтральных или щелочных растворов, масел, битума, литейных форм; из нержавеющей стали — воздуха, воды, пищевых продуктов, кислых растворов и агрессивных сред. Для повышения стойкости нержавеющих ТЭНов возможно применение трубки удвоенной толщины.

Стандартными формами для трубчатых нагревателей являются: прямая, U — образная, «скрепка».

Преимущества трубчатых электронагревателей по сравнению с другими типами нагревателей:

1. возможность эксплуатировать их при непосредственном контакте с нагреваемыми средами, которые могут быть газообразными и жидкими при давлении до 4,5 атм, а также твердыми;

2. надежность при вибрациях и значительных ударных нагрузках;

3. различные конфигурации, отсутствие напряжения на оболочке ТЭН трубчатых электронагревателей.

Средняя наработка до отказа:

ТЭН — трубчатые электронагреватели для нагрева воздушных сред – не менее 10000 часов;

ТЭН — трубчатые электронагреватели для нагрева жидкостных сред – не менее 5000 часов.

Конструкция двухконцевого трубчатого электронагревателя круглого сечения представляет собой расположенный внутри металлической оболочки нагревательный элемент (спираль или несколько спиралей из сплава с высоким сопротивлением) с контактными стержнями.

От оболочки нагревательный элемент изолирован спрессованным электроизоляционным наполнителем. Для предохранения от попадания влаги из окружающей среды торцы ТЭН герметизируют. Контактные стержни изолируются от оболочки диэлектрическими изоляторами. 

Трубчатые электронагреватели патронные (тип ТЭНП)

Трубчатые электронагреватели патронного типа (ТЭНП) применяются для нагрева пресс-форм, литейных форм, термоплит, воды, жиров и масел, слабых растворов кислот и щелочей, воздуха и используются в качестве комплектующих изделий в промышленных установках и бытовых нагревательных приборах. 

Конструкция трубчатого электронагревателя патронного типа представляет собой расположенный внутри металлической оболочки нагревательный элемент (спираль из материала с высоким сопротивлением) с контактными выводами, расположенными с одной стороны ТЭНП. От оболочки нагревательный элемент изолирован спрессованным электроизоляционным наполнителем. Замыкания между витками спирали исключаются технологией изготовления.

Для предохранения от попадания влаги из окружающей среды торец ТЭНП со стороны контактных выводов герметизируют специальным герметиком. С противоположной стороны торец ТЭНП заглушен.

В основном ТЭНы патронного типа изготавливаются в оболочке из нержавеющей стали. Контактные выводы ТЭНП могут быть выполнены в виде жестких стержней или гибких проводов в термостойкой изоляции. 

 Трубчатые электронагреватели с оребрением (тип ТЭНР) 

Применяются в основном для нагрева движущегося или спокойного воздуха и используются в промышленных и бытовых электрокалориферах, конвекторах, тепловых пушках и в других установках. Реже оребренные ТЭНы применяются для нагрева жидкостей. Конструкция ТЭНР представляет собой двухконцевой трубчатый электронагреватель круглого сечения с плотно прилегающим к его активной поверхности оребрением, выполненным из стальной гофрированной ленты, навитой на оболочку ТЭН по спирали.

Оребрение изготавливается из ленты толщиной 0,3 мм , шириной 10 мм. С целью соблюдения однородности материала и недопущения разницы в коэффициентах теплового расширения оболочки ТЭН и оребрения, лента используется из нержавеющей или из углеродистой стали. Оребрение позволяет увеличить площадь поверхности и как следствие снизить ваттную нагрузку электронагревателя в 2 – 2,5 раза. ТЭНР могут быть прямые и согнутые (чаще всего в одной плоскости).

Активная часть ТЭНР должна полностью располагаться в зоне оребрения! 

Трубчатые электронагреватели угловые (тип ТЭНУ)

Трубчатые электронагреватели типа ТЭНУ представляют собой электронагреватели типа ТЭНП с жесткой организацией выводов под углом 90° к корпусу элемента. 

ТЭНы для агрессивных сред

ТЭНы из коррозионностойких металлов изготавливаются по условиям работы в конкретной емкости (вид раствора, концентрация, рабочая температура, время разогрева). Для оболочек стандартных ТЭНов кроме бесшовных труб из нержавеющей стали, рекомендуемой для слабых растворов кислот и щелочей, в агрессивных средах используется химстойкая сталь, а также такие металлы как медь, свинец, титан, цирконий и тантал.

ТЭНы для агрессивных сред фторопластовые (ЭНФ)

 Основные преимущества:

1.   Надежность и простота исполнения

2. Фторопласт — исключительно химически стойкий материал, который превосходит в этом отношении золото и платину, на который не действуют кислоты, щелочи, окислители и растворители

3.  Отсутствие возможности электрического пробоя и короткого замыкания (оболочка сама является электроизолятором);

4.   Практически нулевая адгезия (могут применяться для нагрева нефтяных топлив и масел; для работы в гальванических ваннах, химических агрегатах, для подогрева растворов в травильных электролизных ваннах и т.д. Фторопласт совершенно не горюч, абсолютно не гигроскопичен и относится к одним из лучших диэлектриков);

5.   Пластичность (можно придать ЭНФ любую конфигурацию вручную).

Блоки трубчатых электронагревателей (тип ТЭНБ)

Блоки ТЭН (ТЭНБ) применяются в основном для нагрева жидкостей и масла и используются в водонагревателях, парогенераторах, котлах и в других промышленных и бытовых установках.

Блоки используются в качестве комплектующих изделий в промышленных установках, в электроустановках, эксплуатируемых на железных дорогах и судах. 

Конструкция ТЭНБ представляет собой один или несколько двухконцевых трубчатых электронагревателей герметично закрепленных на общем фланце. В зависимости от рабочего давления в установках ТЭНы крепятся к фланцу с помощью пайки или сварки. Фланцы изготавливаются из различных материалов (углеродистая сталь, нержавеющая сталь, латунь) и могут крепиться в комплектуемых установках различными способами ( резьба, шпильки, болты, прижимные пластины).

Конструкция блоков является неразъемной. Эксплуатировать блоки можно только в той среде, для которой они предназначены. Активная часть корпуса электронагревателей блоков должна полностью находиться в рабочей среде.

Трубчатые нагреватели практичны и надежны. В отличие от других типов нагревателей, их можно использовать в непосредственном контакте с рабочей средой. Причем работать они могут и в водной, и в воздушной, и в агрессивных щелочных или кислотных средах.

Источник: https://www.ikirov.ru/news/988-chto-takoe-trubchatyy-elektronagrevatel-ten

Виды электрических ТЭНов для нагревателей

Использование электронагревателей дома — это гарантия постоянного наличия теплой воды. Главным элементом любого водонагревательного прибора по праву является ТЭН. Именно это устройство обеспечивает нагревание и поддержку определенной температуры в бойлере. Сегодня мы рассмотрим подробно виды трубчатых нагревателей для бойлеров.

Описание и классификация трубчатых электронагревателей

ТЭН внешне представляет собой трубку, которая содержит резистивный нагревательный элемент. Именно по этому элементу и проходит электричество. Корпус нагревателя выполняют из металлов способных хорошо пропускать тепло и электричество. Обычно используется медь, нержавеющие и углеродистые металлы.

Для нагрева жидкости применяют два основных типа ТЭН:

  • Открытые/мокрые нагреватели. Устанавливаются непосредственно в жидкость и контактируют с ней. В качестве примера вспомним спираль в электрическом чайнике.
  • Закрытые («сухие») размещаются в специальной защитной колбе, которая препятствует непосредственному контакту нагревательного устройства со средой нагрева.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Пьезо что это такое

Выбирая нагреватель важно четко понимать, какой именно тип лучше подойдет к имеющимся эксплуатационным условиям.

«Мокрый» ТЭН

Нагреватель открытого типа имеет непосредственный контакт с водой. Тонкая проволока из нихрома намотана по спиральному типу, является отличным проводником для электрического тока. В первую очередь она передает тепло кварцу, который  заполняет пустоты внутри корпуса, а уже затем тепло переходит к корпусу и прогревает окружающую среду. Классифицируют такие ТЭН по следующим техническим принципам:

  • Форма нагревателя может быть прямой или вогнутой. Определяется типом накопителя в бойлере.
  • По виду креплений. Существуют нагреватели, крепящиеся на фланце либо гайке. Первые производят методикой литья или штампуют.
  • Наличие анодного гнезда либо его отсутствие.

В производстве трубчатых нагревателей открытого типа применяют нержавеющую сталь или медные сплавы. Эти материалы менее податливы окислительным процессам. К преимуществам такого ТЭН можно отнести легкость установки и замены. А также рыночную цену. Только из-за беспрерывного нахождения в воде нагреватель быстро покрывается солевыми отложениями и выходит из строя. Плюс, открытый ТЭН потребляет много электричества.

«Сухой» ТЭН

Закрытый ТЭН является изолированным элементом нагрева и располагается в закрытой колбе из керамики. Качество колбы напрямую влияет на прочность всей конструкции нагревателя и срок его службы. Производители нагревателя для защитной оболочки применяют силикат магния или стеатит. Само нагревательное устройство выполнено из нержавеющего металла.

Вода нагревается за счет тепловой проводимости защитной колбы. Технология производства обеспечивает безопасную эксплуатацию из-за отсутствия риска коротких замыканий. Помимо всего, сухой ТЭН дольше функционирует по сравнению с мокрым нагревателем и более экономичен в эксплуатации.

К недостаткам можно отнести лишь то, что каждый нагреватель данного типа изготавливается для конкретных моделей водонагревателей и не может использоваться для других бойлеров.

 Сухой ТЭН керамический

Для бойлеров и водонагревателей можно использовать также сухие керамические ТЭНы в колбе из нержавеющей стали. Керамические нагреватели из стеатита более дорогие, чем металлические трубчатые нагреватели, но они служат намного дольше. Компания Полимернагрев изготавливает сухие ТЭНы керамические с диаметрами 42 и 34 мм.

Длина нагревателей, тип подключения, колба и другие параметры изготавливаются под заказ с индивидуальными требованиями. У нас можно заказать изготовление даже одного нагревателя, а при заказе нескольких ТЭНов предоставляется скидка.

Стоимость и сроки изготовления уточняйте у наших менеджеров по телефону или через электронную почту.

Как выбрать?

Длительность работы нагревателя зависит от многих факторов: условия эксплуатации, скачки напряжения и т. д. Открытый ТЭН в среднем работает около 5 лет, а срок работы мокрого нагревателя достигает 10—15 лет.

При выборе нагревательного устройства важно учесть режим работы, частоту технических работ, объем нагреваемой жидкости, время нагрева и мн. др. Получить информацию по интересующим вопросам вы всегда можете у специалистов «Полимернагрев» воспользовавшись контактами на сайте.

Мы проведем все необходимые расчеты именно для вашего водонагревателя. Также вы можете сравнить несколько типов ТЭН и подобрать для себя самый оптимальный вариант.

Источник: https://polymernagrev.ru/nagrev-v-proizvodstve/vidy-elektricheskikh-tenov-dlya-nagrevatelej/

Водонагреватель с сухим тэном: отличия от технологий

Многие владельцы квартир и домов заменяют газовые колонки электрическими водонагревателями с сухим ТЭНом. Такие устройства безопасны в эксплуатации, они быстро нагревают воду, служат не менее 5 лет.

Сухой тэн — это нагревательный элемент, расположенный внутри специальной колбы прибора.

Производители предлагают разные модели, отличающиеся рабочими характеристиками, габаритами, стоимостью.

Технология сухого ТЭНа

Такой нагревательный элемент не контактирует с водой, что значит увеличение срока службы детали. За нагрев отвечает нихромовая спираль. Она не вводится в трубку, не изолируется наполнителем. Спираль устанавливается в металлическую или керамическую колбу, контактирующую с водой.

Конструкция и устройство водонагревателей

Стандартный бойлер имеет простое строение. ТЭН помещают в воду, из-за чего жидкость нагревается. Использование такой технологии приводит к быстрому износу устройства. Сухой ТЭН в водонагревателе погружен в колбу. Герметичный корпус не пропускает воду, из-за чего нагреватель не подвергается коррозии. Разница заключается и в способе установки анода.

В стандартных бойлерах он идет в комплекте изначально. В водонагревателях с сухим элементом анод устанавливают отдельно. Для этого в корпусе прибора предусмотрено посадочное гнездо.

Из-за необходимости введения в колбу ТЭНу в приборах сухого нагрева придают прямую форму. Бойлер такой конструкции имеет объем не более 50 л. Редко встречаются модели, нагревающие 100 литров воды.

Разновидности сухого ТЭНа

Производители предлагают несколько типов устройств, отличающихся конструктивными особенностями:

  1. Трубчатые нагреватели с воздушной прослойкой между спиралью и колбой. Технология не требует использования дополнительных элементов, достаточно оставить зазор между нагревательной деталью и стенками трубки.
  2. ТЭН с масляным наполнителем. Используется одна из разновидностей технических масел. При установке нагревательного элемента возникают затруднения. Однако масло быстро нагревается, что позволяет экономить электрическую энергию. Такие модели бойлеров так же популярны, как нагреватели с воздушной прослойкой.
  3. Нагреватели с песчаной прослойкой. Это самая дорогая технология. Такой наполнитель отличается высокой теплопроводностью. Накопительные устройства с ТЭНами, наполненными кварцевым песком, экономят электроэнергию.

Бойлеры с сухим тэном благодаря своей конструкции обладают более легкой системой обслуживания.

Приобрести новый водонагреватель в г. Тюмень можно в интернет-магазине «КВАНТА +».

Преимущества и недостатки

Сухой ТЭН в водонагревателе имеет следующие положительные качества:

  1. Снижение вероятности образования накипи. Это объясняется отсутствием прямого контакта с жидкостью. Нагрев осуществляется через стенки колбы, благодаря чему увеличивается срок службы сухого нагревателя.
  2. Повышение скорости нагрева воды. Это достигается благодаря поддержанию постоянной температуры, которая одновременно воздействует на все количество жидкости в баке.
  3. Высокая степень безопасности. Конструкция современных устройств включает дополнительные защитные элементы. Их работа направлена на предотвращение включения прибора при отсутствии воды. Если защитные компоненты отсутствуют, нагреватель быстро выходит из строя.
  4. Простота в эксплуатации и обслуживании. Для поддержания нормальной работы достаточно регулярно осматривать основные компоненты устройства. Самостоятельно заменить нагревательный элемент можно, не имея специальных навыков. Это объясняется простотой конструкции бойлера.
  5. Удобство монтажа, компактные размеры. Рациональное размещение автоматических компонентов позволило уменьшить размеры корпуса. Производители предлагают приборы разных форм и цветов. Современный водонагреватель сочетается с оформлением помещения. Он не занимает полезное пространство.
  6. Минимальная вероятность возникновения воздушных пробок. Бойлеры с сухим ТЭНом и нержавеющим баком отличаются герметичностью. Поэтому вода нагревается быстрее, чем в стандартных приборах.

Преимуществами водонагревателей с сухим тэном можно считать долговечность и легкость использования.

Устройства не имеют связанных с эксплуатационными качествами недостатков. Единственным отрицательным моментом считают высокую стоимость оборудования. Все модели на 3-4 тыс. руб. дороже стандартных.

Как выбирать

При покупке прибора учитывают следующие критерии:

  1. Габариты корпуса. При установке в ванной комнате типовой квартиры предпочтение отдают горизонтальным устройствам. Их монтируют под потолком, что помогает правильно распределять пространство помещения.
  2. Функциональность прибора. Не стоит отказываться от современных технологий. Бойлеры с электронным управляющим блоком и дисплеем снабжаются функциями самодиагностики и очищения.
  3. Надежность производителя. Приборы проверенных брендов служат дольше, чем устройства сомнительных марок. При выборе водонагревателя учитывают отзывы пользователей.

Лучшие производители

Хорошие отзывы пользователей имеют устройства следующих брендов:

  1. «Гарантерм». Российская компания выпускает водонагреватели более 25 лет. Она предлагает современные приборы, соответствующие мировым требованиям. Главное преимущество продукции — низкая цена.
  2. Timberk. Международная корпорация создала серию бойлеров, отличающихся стильным внешним видом, надежностью, долговечностью.
  3. Haier. Китайская компания занялась производством нагревателей недавно. Устройства имеют низкую цену, среднее качество сборки.
  4. Ariston. Итальянская компания имеет представительства во всех странах. Она выпускает отопительное оборудование: котлы, бойлеры, обогреватели.
  5. Hyundai. Южнокорейская компания выпускает не только автомобили, но и нагревательное оборудование. Бытовая техника характеризуется надежностью, многофункциональностью, удобством эксплуатации.

Хорошими эксплуатационными качествами обладают и приборы некоторых других брендов, например, Gorenje или Thermex.

Источник: https://kvanta.ru/vodonagrevateli/chto-takoe-suhoj-ten-u-vodonagrevatelya

Нагревательные элементы: керамические, инфракрасные

В очень многих бытовых приборах присутствуют детали, которые необходимы для нагрева их и окружающей среды. В зависимости от области использования и материала изготовления, существуют различные нагревательные элементы.

Классификация устройств

Нагревательный элемент – это часть механизма определенного устройства, которая используется для нагрева окружающей среды, конкретного прибора или вещества. Схема простого кипятильника имеет следующий вид:

Фото — схема кипятильника

Существуют такие типы деталей:

  1. Открытые(Lukey);
  2. Закрытые (Галант), X-DUOS);
  3. Герметичные (РТС – PTC, ЭНГЛ-1).

Открытые нагревательные микатермические элементы (СТИЧ) чаще всего выполняются из нихрома. Например, как портативные обогреватели или кипятильники. Нихромовая проволока накручивается сверху металлической рабочей поверхности. Иногда даже использовался ручной нагреватель, его легко можно было сделать своими руками, отрезок проволоки пропускался через деревянные держатели и подключался к питанию.

Фото — пример использования нихромой нити

Раньше у каждого электрика в своем запасе имелось порядочное количество мотков проволоки самых разных сечений. Благодаря простым расчетам, можно было быстро рассчитать, сколько и какую проволоку нужно накрутить для получения определенной мощности.

Фото — диаметр проволоки и требуемая мощность

Но у открытых нагревателей очень много недостатков:

  1. Высокая пожароопасность. Если на раскаленную проволоку попадет немного пыли – то может появиться искра и начаться пожар;
  2. Высокая вероятность короткого замыкания. Некоторые умельцы включают от одной розетки несколько подобных нагревателей, что сильно перегружает сеть;
  3. Низкий КПД. Такие проволочные обогревательные элементы считаются крайне не экономными.

Несмотря на то, что сделать такой бытовой кипятильник можно за считанные минуты, сейчас они используются крайне редко.

Фото — нагревательная пленка

На смену подобным средствам отопления пришел трубчатый нагревательный элемент или ТЭН, который сейчас используется для бойлера, стиральной машины, котлов и прочих приборов. ТЭН – это закрытая труба, в которой размещен контакт или термопара.

Бывает два типа ТЭНов: «мокрые» и «сухие». Мокрые соприкасаются с жидкостью, поэтому часто страдают от вредного воздействия воды на металл. Сухие же от неё ограждены специальной поверхностью, стеной. У них немного больше время нагрева воды, но за то гораздо продолжительнее срок службы.

В среднем, «мокрые» нагреватели заменяются каждый год.

Эти приборы редко используются для отопления, но зато отлично справляются с функцией обогрева воды. Главной рабочей деталью является также нихромовая спираль, но она защищена трубкой. Соответственно, с ней не может быть никаких контактов. Свободное место в трубе заполняется определенными химическими составами, вследствие чего образуется плотная и закрытая трубка.

ТЭН сейчас часто оснащаются терморегулятором.

Герметичные нагреватели – это те же ТЭН, но они полностью закрыты от воздействия окружающей среды, не считая 2 контактов. Используются для нагрева воды, различных поверхностей и т. д. Керамический нагревательный элемент безопасен, быстро нагревается и хорошо держит температуру.

Фото — тэн для плиты

Также классифицировать нагревательные элементы можно по области использования, для духовки, электроплиты, конвектора и паяльника используются разные типы. Для духовой и варочной поверхности применяются гибкие спирали. Они могут покрывать большую площадь, при этом, не нарушая целостности электрической дуги. В духовке, аэрогриле и инкубаторе используются нагревательные элементы одного типа, но с разными параметрами мощности.

Виды нагревательных элементов для плит:

  1. Чугунные блины;
  2. High Light;
  3. Галогенки.

Чугунные нагреватели используются в самых простых плитах и духовках. Они могут располагаться в верхней части шкафа или нижней. Под чугунной плитой находится спираль из хрома, никеля и других проводящих сплавов, иногда, карбидокремниевые нагревательные элементы (КЭН). Благодаря такой конструкции, диск долго нагревается, но при этом медленно остывает.

High Light – это ленточный нагревательный инфракрасный элемент, часто такой карбоновый нагреватель на 12 вольт используется для подогрева инкубатора или небольшой комнаты как электроконвектор (Double-U-Force). Кольцевой ленточный обогреватель можно устанавливать для бытового конвектора, электропечей, духовок, тостеров Wasteland.

Галогеновый и кварцевый нагревательные элементы используются в большинстве современных электрических плит. Они известны высокой скоростью нагрева и остывания, это обеспечивает высокую температуру и безопасность устройства. Высокотемпературные спирали часто сравнивают с газовыми конфорками, потому что они быстро нагреваются и работают строго до выключения.

Фото — нагреватель из нихрома и трубки

Для совершенствования работы нагревательных приборов часто используются дополнительные элементы, например, для муфельной печи это электронагреватели отжига, а для бойлеров – специальные термослоя. Подобные толстопленочные «обертки» помогают сохранить температурный баланс на определенном уровне даже после выключения питания. Создается термос-эффект, без нагрева воздуха.

нагревательные элементы для паяльного оборудования

Ремонт и замена

Электрические плоские и гибкие нагревательные элементы водонагревателя, термопота или электропечей довольно часто ломаются. Их ремонт должен производить специалист, но некоторые работы можно сделать своими руками. Промышленные нагреватели имеют свойство перегорать из-за высоких нагрузок, в то время как низковольтные карбоновые или углеродные спиральные элементы стиральных машин и бойлеров перегорают из-за накипи.

В большинстве случаев, можно просто заменить деталь на такую же. Например, многие компании, производящие бойлеры (Термекс, Бош), предлагают своим клиентам широкий выбор продукции.

Но иногда, скажем, для изготовления термостата, нужно рассчитать сопротивление резисторов и напряжение.

Предположим, для работы какого-то абстрактного прибора (пускай это будет обогреватель для растений, ГЭН для зеркала или руля автомобиля), нужно мощность 20 Ватт и напряжение нагревательного элемента 12 Вольт. Выходит, что ток будет находиться в пределах 1,2 (20/12).

Фото — ТЭН от стиральной машины

Отсюда, сопротивление составит 7 Ом (12*1,7). Резисторов потребуется около 40 штук, желательно брать одноваттные. Сумма их сопротивления должна составить 7 Ом, исходя из этого, их нужно соединять комбинированным способом для получения нужного результата.

Такой расчет можно использовать для ремонта паяльной лампы, автомобильных элементов или небольшого обогревателя. Но как быть, если перестал работать ТЭН у стиральной машины или бойлера?

Как производится замена ТЭН в бойлере:

  1. Для начала Вам нужно выяснить, где расположен нагреватель. Он может находиться с нижней стороны крышки или сбоку, в зависимости от конструкции. Это подробно описывается в инструкции пользователя;
  2. Вам нужно закрыть воду в бойлер и при возможности, слить её, просто открыв кран (некоторые марки делают водонагреватели защищенными, т. е. с них нельзя слить жидкость). Будьте готовы к такому и заранее установите возле себя емкость для сбора воды;
  3. После открутите все болты возле крышки, осторожно снимите её;
  4. Под болтами могут находиться силиконовые прокладки или хомутовые зажимы, будьте внимательны, чтобы их не повредить;
  5. Если нагревательный элемент находиться на дне, то он снимется вместе с крышкой. Иногда эта деталь встроена в корпус. Вас интересует игольчатый термоэлемент. В старых бойлерах используется патронный, он как бы вставлен в основание устройства.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое кросс модуль

Если в водонагревателе есть защитная трубка – то достать ТЭН будет легко, но если он «мокрого» типа, то предварительно нужно будет его очистить от грязи и накипи. Теперь просто замените старую деталь на новую и установите все в обратном порядке. Если потерялись силиконовые прокладки, то задуть щели можно при помощи клеевого пистолета.

Ремонт нагревательного элемента стиральной машины более сложен из-за большого количества съемных частей. Закрытая деталь очень близко находится к барабану, поэтому нужно быть осторожными при демонтаже.

Вам нужно перевернуть стиралку и открутить два или четыре болта (в зависимости от марки), с внешней стороны. После аккуратно выдвиньте деталь. Очень важно не задеть барабан и воздушный фильтр. Перед Вами самый обычный нагреватель, напоминающий старые кипятильники. Его и нужно заменить.

Иногда используется современный дисковый аналог, но его нельзя снимать самому.

Купить нагревательные элементы на замену можно в любом магазине электрических товаров, цена зависит от марки и технических параметров (их расчет лучше производить заранее).

Источник: https://www.asutpp.ru/nagrevatelnye-elementy.html

Типы электрических ТЭНов

ТЭН — это нагревательный прибор, общеизвестное название которого — аббревиатура, которая расшифровывается как Трубчатый Электронагреватель т.к.  ТЭНы, чаще всего, изготавливаются в виде трубки из керамики, стекла или металла.

Довольно подробно конструкция трубчатого электронагревателя показана на изображении ниже.

Самый важный элементом всех ТЭНов – это нагреватель, им служит чаще всего нить нихрома (1), расположенная в середине трубки по всей ее длине, она прикреплена к выходной шпильке (6).

Нить имеет определенное внутреннее сопротивление и когда по ней протекает электрический ток, она нагревается.

Материал для нагревателя должен обладать большим сопротивлением протекающему по нему току, их также выполняют из сплавов, включающих в свой состав нихром или константан.

Сопротивление нагревателя подбирается в соответствии с необходимой мощностью ТЭН. Здесь работает главный закон электротехники – закон Ома, и известная формула:

P = U*I, где I – сила тока, U – напряжение сети, P – мощность.  

Так, например, чтобы мощнсть ТЭНа была 1кВт (1000Вт), в однофазной сети 220В, сопротивление нити находится следующим образом:

Сначала определяем ТОК:

I= P/U=1000Вт/220В=4,55А

Непосредственно сопротивление определяем по фомуле:

R = U / I, где R – сопротивление ТЭНа в Омах U — напряжение в вольтах I — сила тока в амперах

Соответственно сопротивление нихромовой нити электронагревателя R=220/4,55=48,4 Ом.

Как вы поняли, чем ниже сопротивление трубчатого электронагревателя, тем выше его мощность, при этом практически вся она расходуется на нагрев нити. КПД ТЭНов близок к 100%, т.е. чем он мощнее, тем больше и быстрее нагревается.

Между нитью нихрома и трубкой расположен изолятор (2), выдерживающий высокие температуры.

Для изготовления трубки ТЭН (3) выбирают низко коррозийные металлы именно такие ТЭН наиболее часто применяются в быту и промышленности.

Стеклянные ТЭН используются в агрессивных средах, например, в лабораториях, где необходимо подогревать химические смеси.

Стеклянные трубки в нагревателях можно встретить и бытовых обогревателях, использующих инфракрасное излучение. Керамические трубки в нагревателях применяются крайне редко.

Диаметр трубок может быть разным, но применение нашли трубки диаметром от шести до двадцати четырех миллиметров.

Изолятор должен обладать высокими изоляционными свойствами и одновременно быть эффективным для передачи тепла от нагревателя к трубке.

Электропитание ТЭН осуществляется с помощью клемм (4) расположенных на изолирующих вставках (5).

Клеммы могут быть расположены как с одного конца, так и с двух концов ТЭН. Некоторые виды ТЭН оснащаются встроенным предохранителем. Такие нагреватели используются в стиральных и посудомоечных машинах.

Основные типы ТЭНов и их назначение

Тэны чаще всего классифицируются по виду и основному применению, различают:

1. ТЭН для обогрева воздуха

Температура таких ТЭНов достигает 450 градусов по Цельсию. Такие трубчатые электронагреватели используются для обогрева воздуха промышленных и бытовых помещений.

Они являются основой конвекторов, воздушных тепловых завес, различных сушильных камер. Подобные электронагреватели изготавливаются с гладкими трубками и с трубками, у которых есть ребра.

Ребра у таких тепло электронагревателей производятся из стальной ленты, крепящейся к трубке по спирали. Применение ребер увеличивает площадь поверхности ТЭН и поэтому нагрузка на нить нагрева ТЭН снижается почти в три раза, что в свою очередь, увеличивает срок службы.

2. ТЭН для воды

Такие тепло электронагреватели используются в бойлерах, стиральных машинах. В таких агрегатах вода может нагреваться до ста градусов по Цельсию.  

Для больших объемов воды, где требуется большая мощность нагрева, применяют блочные ТЭН.

Кстати, довольно подробно мы уже описывали как подключать ТЭНы электрокотла.

Часто в электронагревателях используют терморегулятор. Он отключает электронагреватель от сети питания при нагреве воды до нужной температуры. При остывании воды терморегулятор снова подключает электропитание ТЭН для нагрева.

3. Гибкие ТЭНы

Они находят применение в пресс-формах и горячеканальных системах. Они очень удобны, когда требуется придать форму контура горячеканальных систем. Изготавливаются такие электронагреватели любых размеров.

Разновидностью гибкого электронагревателя, знакомого нам в быту, является саморегулирующийся кабель для системы «теплых полов». Такой кабель используется для отопления помещений.

4. Патронные ТЭНП

К отдельному виду можно отнести патронные ТЭНы, выводы для подключения электропитания у них расположены, чаще всего, с одной стороны. Размер таких нагревателей может достигать 350 сантиметров. Главное их отличие от остальных типов — компактный корпус, чаще всего они представляют собой гильзу их нержавеющей стали с электровыводами.

Данный тип выделяется большой удельной мощностью. Тепло от нагревателя передается как контактным методом, так и путем конвекции.

Эти тепло электронагреватели широко применяются в промышленности для разогрева масел, для нагрева различных металлических форм, смонтировав их в высверленном отверстии. Ими оборудуются агрегаты в обувной отрасли, литейном производстве, автомобильной промышленности.

Если же у вас остались вопросы о классификации трубчатых нагревателей, их строении или основных сферах применения – обязательно оставляйте их в комментариях к статье, так же приветствуются мнения, здоровая критика, либо любая дополнительная информация и личный опыт, буду рад общению.

Источник: https://RozetkaOnline.ru/poleznie-stati-o-rozetkah-i-vikluchateliah/item/190-tipy-elektricheskikh-tenov

Электрические нагревательные элементы.Виды и устройство

Всевозможные электроприборы для нагрева широко применяются в быту почти в каждом доме. Главным компонентом подобных устройств являются электрические нагревательные элементы (ТЕН)(Спираль).

Выделяют всего два типа нагревателей:

1.Открытые электрические нагревательные элементы: К нагревателям открытого типа относятся спирали. Спиральные нагревательные элементы отдают тепло за счёт конвекции и излучения. Они в основном подвешиваются на кронштейне из электрически изоляционного материала. Ещё есть спирали, положенные в изоляционных канавках.

2.  Закрытые электрические нагревательные элементы:

 — герметичные. К герметичным нагревателям относятся трубчатые нагревательные элементы. Электрические нагревательные элементы работают на основе конвекции, излучения и теплопроводности, преобразовывая электроэнергию в тепловую энергию;
 — негерметичные. Это спирали и ленты в защитной оболочке, выполненной из электроизоляционного материала. В качестве защиты могут применяться чешуйчатые бусы из керамики, надевающиеся прямо на спираль.

Особенности нагревательных спиралей

Для изготовления нагревательных спиралей применяют нихром или фехраль. Некоторые фирмы выпускают спирали из еврофехрали. Разные производители выпускают нагревательные элементы в зигзагообразной или круглой форме. Встречаются спирали, оборудованные по концам резьбовыми шпильками (винтами).

Свойства нихромовых спиралей:

  • Сохраняют пластичность после остывания.
  • Большое удельное сопротивление.
  • Не накаляются при нагревании.
  • Не потребляют кислород.
  • Превосходные механические свойства.
  • Сберегают свойства при длительной эксплуатации.

Нихромовые спирали с керамической основой можно неоднократно снимать, при необходимости поправлять и изменять их форму, подгоняя под нужные размеры.

Эксплуатируют подобные нагреватели в быту, промышленности и прочих приборах.

Свойства фехралевых спиралей:

  • Высочайшая жароустойчивость.
  • Значительное удельное сопротивление.
  • Стойкость к воздействиям агрессивной среды.
  • Отсутствие окалины.
  • Механическая устойчивость.
  • Прочность на изгиб.
  • Большой срок службы.

Применяются эти спирали в электропечах почти во всех отраслях промышленности и в других электроприборах (калориферах, электроплитках). Эти нагревательные элементы имеют меньшую плотность, служат дольше и стоят дешевле от нихромовых спиралей.

Свойства фехралевых и спиралей из прочих многокомпонентных сплавов:

  • Высокое удельное сопротивление.
  • Однородность структуры.
  • Превосходная стойкость к воздействию разной среды (вакууму, воздуху, аргону и т.п.).
  • Высокая пластичность.\
  • Хороший предел ползучести.
  • Большой срок эксплуатации.

Подобные спирали служат дольше, имеют меньшую плотность, большую пластичность и лучшее качество поверхности от нихромовых и фехралевых.

Они считаются более надёжными и выносливыми, поэтому используются в приборах, предназначенных для работы при высоких температурах (1200Со).

Преимущества нагревателей открытого типа:

  • Простая конструкция.
  • Быстрый нагрев.
  • Лёгкость в ремонте.
  • Невысокая стоимость.

Недостатки:

  • Низкая электробезопасность.
  • Риск замыканий витков спирали.
  • Вероятность появления механических повреждений.

Ещё существуют спирали закрытого типа, они помещены в металлической оболочке, пространство которой заполнено порошком в качестве изоляции. Эти элементы разогреваются намного дольше, но они надёжнее и безопаснее в эксплуатации, самое распространённое применение таких элементов это электрические конфорки, для электрических плит.

Особенности ТЭНов: конструкция и принцип работы

ТЭНы (трубчатые электрические нагревательные элементы) представляют трубку, внутри которой посередине расположена токопроводящая нить или спираль. Трубка обычно изготовлена из металла, но есть приборы со стеклянной или керамической трубкой. ТЭНы с металлическими трубками предназначены для нагрева практически не агрессивных сред.

Стекло применяют для ТЭНов в промышленных установках, т.е. для химически сильноагрессивных сред. Керамические или из других благородных металлов трубки встречаются очень редко, изготавливаются они для особых случаев. Трубки бывают разного диаметра от 6 мм до 24 мм.

Нить из термоэлектрического сплава, может быть нихромовая или фехралевая. Эта деталь, хорошо запрессованная в сердцевине, имеет отменное сопротивление, поэтому сильно разогревается при прохождении электротока, но не плавиться.

Спираль (нить) исполняет роль нагревателя. Пространство между ней и трубкой наполнено теплоизолятором с хорошей теплопроводностью. В качестве него используют перикласт (кристаллическую окись магния MgO). MgO согласно ГОСТ 13236–83, обладает высокими диэлектрическими свойствами и стойкостью к высоким температурам. Изоляционный слой предотвращает контакт диэлектрика с трубкой и передаёт максимально эффективно тепловую энергию на поверхность.

Перед тем, как попасть в окружающую среду, тепловая энергия сначала проходит через диэлектрик, а потом через нержавеющие стенки трубки, нагревая воду или воздух.

Трубчатые электрические нагревательные элементы могут работать в следующих рабочих условиях:

  • Жидких.
  • Твёрдых.
  • Газообразных.

ТЭН оснащён группой контактных устройств, предназначенных для его включения. В качестве контактов обычно применяют проводящие клеммы, которые располагают на изолирующих вставках.

Основные детали ТЭНа:

  • Трубка.
  • Нагревательный элемент — спираль или нить.
  • Наполнитель.
  • Изолирующий слой.
  • Контактные устройства.

Подобная конструкция способна выдерживать длительную штатную нагрузку. При этом скачки напряжения кратковременные перегрузки сильно не влияют на работу нагревательного элемента. Некоторые группы ТЭНов оборудуются дополнительными деталями, к примеру, термопредохранителями или магниевыми анодными стержнями для продления срока работы.

Отличия нагревателей касаются не только материала исполнения, но также конструкции и их назначения. ТЭНы бывают разной длины и диаметра, выполняются из стали или титана, а также имеют разные электротехнические параметры.

Виды ТЭНов

  • Оребрённые ТЭНы (ТЭНР). Эти нагреватели предназначены для нагрева воздуха, поэтому их называют воздушными. Материалом их выполнения является нержавеющая и конструкционная сталь. ТЭНР оребряют лентой, а также наборными шайбами.
  • ТЭНы патронного типа (ТЭНП). Используются для нагревания пресс-форм, поэтому эксплуатируются в промышленных установках.

    Изготовлены из шлифованной нержавеющей трубы, имеют контактные выводы на одной стороне. Некоторые ТЭНП оснащены термоэлектрическим преобразователем. Иногда их применяют для нагревания газовых и жидких сред.

  • Блок электронагревателей (ТЭНБ). Блоки обеспечивают повышенной мощностью обогрев сыпучих и жидких веществ, поэтому их часто называют водяными ТЭНБ. Производятся из разного материала и различной мощности.

    Крепления фланцев бывают резьбовыми и болтовыми.

  • ТЭНы с терморегулятором. Эти электроустройства применяют для нагрева воды в любой ёмкости подходящего объёма с возможностью поддержания конкретно заданной температуры (электрокотлы и пр. оборудование).
  • Кольцевые электрические нагревательные элементы (КНП). Эти устройства необходимы для обогрева литниковых втулок, прожекторов и т.п.

    Для производства оболочки используется нержавеющая сталь. КНП могут поставляться с оборудованной термопарой.

Маркировка ТЭНов

Пример; ТЭН 100 А 13 О 220 Ф2 R30 G1/2

Обозначения позиций в маркировке:

1- Трубчатый электронагреватель. 2- Развёрнутая длина 100 мм. 3- Длина контактного стержня А=40 мм, (А=40, В= 65, С=100, D=125, E=160, F=250 (мм)). 4- Диаметр 13 мм, бывают следующие диаметры: 6,25; 8; 10; 13; 16; 22. 5- Потребительская мощность.

6- Устройство предназначено для обогрева подвижного воздуха (О).

Обозначение нагреваемой среды:

P— Вода, оболочка из черной стали.
J — Вода, оболочка из нержавейки.
S— Неподвижный воздух, оболочка из черной стали.
T— Неподвижный воздух, оболочка из нержавейки.
O— Движущийся воздух, оболочка из черной стали.

K— Движущийся воздух, из нержавеющей стали оболочка.
Z— Масло.
L— Литейные формы.
7— Номинальное напряжение равно 220В.
8— Форма ТЭНа Ф2 (формы см. на рис.1).
9— Радиус гибки равен 30 мм.

10— Наличие резьбовых штуцеров G1/2.

Преимущества и недостатки ТЭНов

ТЭНы эксплуатируются в промышленных печах и почти в любой обогревательной технике. Водонагреватели, переносные радиаторы отопления, стиральные машинки и прочие приборы, в функциях которых есть нагрев, работают на основе ТЭНов.

Преимущества ТЭНов следующие:

  • Универсальность и безопасность.
  • Надёжность работы.
  • Можно использовать в установках инфракрасного нагрева.
  • Можно помещать в любую жидкость.
  • Могут работать при различных ударных нагрузках.
  • Надёжная герметизация спиралей.
  • Разнообразие форм.

Трубчатые электрические нагревательные элементы обладают высокой стабильностью и прочностью, поэтому имеют длительный срок службы, но у них всё же есть и недостатки:

  • Высокая металлоемкость.
  • ТЭН с перегоревшей спиралью невозможно отремонтировать.

Эти устройства имеют более высокую стоимость от обычных открытых нагревательных спиралей. Но при эксплуатации подобных приборов лучше выбирать более безопасные варианты, не смотря на цену.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrooborudovanie/ustrojstva/elektricheskie-nagrevatelnye-elementy/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
ЭлектроМастер
Как поставить выключатель света

Закрыть