ТЭН оребрённый для дегидратора мощностью 0,9–1 кВт: какой тип выбрать

Гладкий ТЭН на 1 кВт при длине трубки 400 мм даёт ваттную нагрузку 6,12 Вт/см², это почти втрое больше нормы для закрытого объёма сушилки. Оребрённый ТЭН того же диаметра и длины снимает ту же мощность без локального перегрева, потому что рёбра увеличивают площадь теплообмена в 10–16 раз. Для дегидратора 0,9–1 кВт берут трубку Ø10–13 мм, активную длину 350–500 мм, шаг оребрения 6–10 мм и, как правило, нержавейку: в камере конденсат и кислые испарения фруктов на старте цикла.

Оребрённый ТЭН внутри воздушного канала дегидратора: рёбра в зоне обдува, контакты и провода вынесены на сухую наружную сторону.

Почему гладкий ТЭН не держит компактный дегидратор

В дегидраторе ТЭН стоит в закрытом корпусе, вентилятор прогоняет воздух через поддоны с нарезанным продуктом. Для такого режима норма ваттной нагрузки по ГОСТ 13268-88 составляет 1,5–2,2 Вт/см². Берём трубку Ø13 мм, активную длину 400 мм и мощность 1 кВт: площадь S = π×1,3×40 = 163 см², ваттная нагрузка q = 1000/163 = 6,12 Вт/см². Это 2,8 раза выше допустимого.

Чтобы гладкая трубка держала 1 кВт в пределах нормы, её пришлось бы растянуть до 1113 мм, а в корпус дегидратора на 4–8 поддонов такая длина не влезает. Оребрение решает задачу без удлинения трубки: рёбра увеличивают реальную площадь теплообмена в 10–16 раз, и тот же киловатт снимается при температуре оболочки 300–400 °C вместо 500–700 °C у перегруженной гладкой трубки. Ниже температура оболочки, меньше риск подгорания кусочков продукта у решётки и запаха гари в первые минуты работы.

Таблица подбора параметров

Пример расчёта мощности по расходу воздуха

Формула для нагрева воздуха: P = 0,335 × Q × ΔT, где Q это расход воздуха вентилятора в м³/ч, ΔT это на сколько градусов нужно поднять температуру, 0,335 это теплоёмкость воздуха в Вт на м³ на градус.

Заявка: дегидратор на 6 поддонов, вентилятор прогоняет около 70 м³/ч воздуха, комнатная температура 20 °C, рабочая температура сушки овощей 60 °C. ΔT = 40 °C.

P = 0,335 × 70 × 40 = 938 Вт, округляем до 1 кВт с запасом на выход в рабочий режим с холодного старта.

Если дегидратор крупнее и вентилятор прогоняет 120 м³/ч при той же разнице температур, мощность вырастет до 1,6 кВт, здесь одним ТЭНом 0,9–1 кВт уже не обойтись, нужны два элемента или другая мощность.

Что прислать для расчёта

• Расход воздуха вентилятора, м³/ч (из паспорта вентилятора или по модели)
• Рабочую температуру сушки и температуру в помещении, где стоит дегидратор
• Диаметр и длину воздуховода или короба, куда встанет ТЭН
• Напряжение питания: 220 или 380 В
• Материал корпуса камеры, чтобы подобрать совместимый материал ТЭНа
• Фото или эскиз места установки, если ТЭН встаёт в уже готовый дегидратор

Ошибки при выборе ТЭНа для дегидратора

• Берут гладкий ТЭН «с запасом по мощности», надеясь, что обдув вентилятором спасёт от перегрева. Поток воздуха снижает температуру оболочки, но не убирает сам перегруз по ватт-нагрузке, подгорание продукта у решётки всё равно происходит.
• Ставят оребрение с шагом под калорифер, а не под слабый вентилятор дегидратора. Площадь на бумаге та же, а реальный обдув рёбер нет.
• Берут чёрную сталь для дегидратора фруктов, потому что дешевле. Кислые испарения и конденсат в первые минуты цикла разъедают оболочку за один-два сезона, нить начинает коротить задолго до паспортного ресурса.
• Монтируют ТЭН прямо под нижним поддоном без зазора. Нижний слой продукта стоит в зоне прямого излучения, сушится неравномерно и иногда подгорает, пока верхние поддоны ещё сырые.

Частые вопросы

Похожие темы в блоге: оребрённый ТЭН для сушильной камеры, ТЭН для сушильного шкафа фруктов и трав, блок ТЭНов для нагрева воздуха.

Автор: Руслан Садыкбаев, производство ТЭН с 2017 года