Что такое ТЭН Б (блок-ТЭН): конструкция, типы, расчёт мощности
ТЭН Б — это блок из нескольких трубчатых электронагревателей, объединённых общим фланцем. В промышленности такое изделие называют блок-ТЭНом или ТЭНБ. В отличие от одиночного ТЭНа со штуцером (G½–G¾), блок-ТЭН имеет фланец с крупной резьбой — G1½, G2, M48×2, M56×2, M64×3 — под шестигранник или ответный фланец. Через такой фланец проходят 3–12 U-образных нагревательных элементов, завальцованных в общую плиту.
Конструкция регламентируется ГОСТ 13268-88. Допуск по мощности для промышленных ТЭНов: +5/−10 %, что даёт несимметричный допуск по сопротивлению −4/+11 %. Это важно учитывать при проектировании схем управления: при номинальном напряжении фактический ток может отличаться от расчётного на величину допуска.
Конструкция блок-ТЭНа
Каждый элемент внутри фланца — это стальная трубка (AISI 304 (08Х18Н10) для воды и пара до 200 °C, AISI 321 (08Х18Н10Т) для сред с агрессивными примесями, AISI 316 (10Х17Н13М2) для химически активных жидкостей), внутри которой находится нихромовая спираль в магнезитовой засыпке (периклаз). Спираль центрируется относительно стенки трубки, засыпка уплотняется вибрацией и обжатием — так достигается стабильное электрическое сопротивление и теплоотвод.
Фланец блок-ТЭНа может быть:
- Латунный — для водяных сред до 100 °C, резьба G1½–G2.
- Стальной нержавеющий — для агрессивных сред, высоких температур, резьба M48×2–M64×3.
- Стальной сварной — под ответный фланец на болтах (DN50–DN150).
Количество U-образных петель в одном блоке — от 1 до 12. Мощность одного элемента — 0.5–6 кВт, суммарная мощность блока — от 3 до 90 кВт. Напряжение питания: 380 В трёхфазное (звезда или треугольник) или 220/380 В однофазное для маломощных блоков.
Где применяются ТЭН Б
Блок-ТЭН — стандартный узел промышленного нагрева. Основные места установки:
- Котельные блочно-модульные — нагрев воды в баках-аккумуляторах, подогрев сетевой воды, резервное электропитание тепловых пунктов.
- Пищевое производство — пастеризаторы, варочные котлы, сушильные камеры, хлебопекарные печи.
- Химическая промышленность — нагрев гальванических ванн, реакторов, автоклавов, ёмкостей с кислотами и щелочами (корпус AISI 316 (10Х17Н13М2) или Inconel 600 (ХН78Т)).
- Машиностроение — термопластавтоматы, экструдеры, прессы вулканизации, печи полимеризации.
- Нефтегазовая отрасль — подогрев нефти в резервуарах, парогенераторы, антиобледенение конструкций (взрывозащита Ex-d, IP65/IP68).
Для каждой среды подбирается материал оболочки: AISI 304 (08Х18Н10) — для воды, пара, нейтральных растворов; AISI 321 (08Х18Н10Т) — для сред с серой, хлором; Incoloy 800 (ХН32Т) — для высокотемпературных газов и масел.
Расчёт сопротивления и тока блок-ТЭНа
Для однофазного одноэлементного ТЭНа: R = U² / P, I = P / U.
Для трёхфазного блок-ТЭНа (соединение звездой):
I_линейный = P / (√3 × U_линейного)
R на ветвь = U_линейного² / P_элемента
Пример: блок-ТЭН 30 кВт, 380 В, три элемента по 10 кВт (звезда).
- Фазное напряжение: 380 / √3 ≈ 220 В.
- Сопротивление одного элемента: 220² / 10000 = 4.84 Ом.
- Линейный ток: 30000 / (√3 × 380) ≈ 45.6 А.
Фактический ток с учётом допуска ГОСТ 13268-88 может быть от 41 до 50 А. Это влияет на выбор автоматического выключателя и сечения кабеля.
| Мощность блок-ТЭНа, кВт | Напряжение, В | Схема | Линейный ток, А | Рекомендуемый автомат, А |
|---|---|---|---|---|
| 9 | 380 | Звезда | 13.7 | 16 |
| 15 | 380 | Звезда | 22.8 | 25 |
| 30 | 380 | Звезда | 45.6 | 50 |
| 45 | 380 | Звезда | 68.4 | 80 |
| 60 | 380 | Треугольник | 91.2 | 100 |
Таблица 1 — Токовые нагрузки блок-ТЭНов при соединении звездой (элементы по 3–10 кВт). Для треугольной схемы токи выше в √3 раза.
Как заказать ТЭН Б: что указать в техзадании
Промышленный блок-ТЭН — не товар с полки. Серийный нагреватель почти никогда не совпадает с геометрией бака, объёмом среды или присоединительными размерами. Оптимальное решение — изготовление под чертёж.
Для заказа достаточно:
- Размеры — длина трубки (осевой размер), межосевое расстояние петель, диаметр фланца, тип резьбы (G1½, M48×2 и т.д.).
- Мощность и напряжение — например, 24 кВт, 380 В, 3 фазы, звезда.
- Среда — вода, пар, масло, щёлочь, кислота, газ. От этого зависит материал корпуса.
- Температура — рабочая и максимальная (для выбора изоляции и засыпки).
- Условия эксплуатации — взрывозащита (Ex-d), степень защиты (IP65, IP68), наличие термопары (тип K, J, T).
Если чертежа нет — можно снять размеры с существующего ТЭНа или прислать фото старого нагревателя. Производство под заказ от 1 шт. — стандартная практика.
FAQ
Итог: ТЭН Б — это не просто «нагреватель», а конструктивный узел с конкретными параметрами под задачу. Подбор по ГОСТ 13268-88, расчёт тока и выбор материала корпуса — основа надёжной работы. Если вам нужен блок-ТЭН под ваш техпроцесс — пришлите размеры или фото старого нагревателя, и мы изготовим партию от 1 шт. за 5–10 дней.
Нужен ТЭН под вашу задачу?
Опишите параметры — мощность, длину, среду, резьбу. Подберём из стандартного ряда или сделаем под чертёж от 1 штуки.