P (кВт) = 0,335 x Q x dT / 1000, где Q - расход воздуха вентилятора (куб.м/ч), dT - на сколько градусов греем поток. Пушке с вентилятором 2000 куб.м/ч и прогревом на 40 °C нужно 26,8 кВт. Дальше делим суммарную мощность на мощность одного элемента: получаем 38-40 ТЭН по 0,7 кВт, 27 по 1 кВт или 18 по 1,5 кВт. Пачку маломощных ставят ради равномерного прогрева потока, умеренной удельной мощности на трубке и живучести: сгорит один - пушка греет дальше.
В заявке приходит так: «собираем тепловую пушку своими силами, надо 40 воздушных ТЭНов, сушим пролёты потолка от конденсата - какой мощности брать?». Человек уже прикинул количество по месту в корпусе, но не привязал его к воздуху, который эта пушка гоняет. А мощность воздушного ТЭНа держится именно на расходе воздуха, не на объёме помещения напрямую. Разберём по шагам.
Почему мощность считают от расхода воздуха, а не от объёма комнаты
Мощность нагрева привязана к тому, сколько воздуха проходит через пушку в час, а не к тому, какой у вас зал. Объём помещения решает, сколько времени пушка будет его прогревать и какие теплопотери надо перекрывать, но сама мощность «на трубке» рассчитывается по потоку. Причина простая: оребрённый ТЭН отдаёт тепло только тому воздуху, который его обдувает. Нет потока - нет отвода тепла - трубка раскаляется и перегорает.
Отсюда базовая формула теплового баланса воздушного нагревателя:
Q - расход воздуха вентилятора, куб.м/ч
dT - прирост температуры на выходе, °C
0,335 - коэффициент (плотность и теплоёмкость воздуха)
Коэффициент 0,335 берётся из физики: плотность воздуха около 1,2 кг/куб.м, теплоёмкость около 1005 Дж на кг на градус. Перемножив и приведя часы к секундам, получаем 0,335 Вт на каждый куб.м/ч и градус. Формула честная для сухого воздуха у поверхности земли, для инженерного подбора её точности достаточно.
Таблица подбора: расход воздуха, прогрев, суммарная мощность и количество ТЭН
Прямой ответ: возьмите свой расход воздуха и нужный прогрев, найдите строку - в ней суммарная мощность и сколько элементов заложить при разной мощности одного ТЭНа.
| Расход воздуха | Прогрев dT | Мощность пушки | ТЭН по 0,7 кВт | ТЭН по 1 кВт |
|---|---|---|---|---|
| 500 куб.м/ч | +20 °C | 3,4 кВт | ~5 шт | ~3 шт |
| 1000 куб.м/ч | +30 °C | 10 кВт | ~14 шт | ~10 шт |
| 1500 куб.м/ч | +40 °C | 20 кВт | ~29 шт | ~20 шт |
| 2000 куб.м/ч | +40 °C | 26,8 кВт | ~38 шт | ~27 шт |
| 3000 куб.м/ч | +50 °C | 50 кВт | ~72 шт | ~50 шт |
| 5000 куб.м/ч | +50 °C | 84 кВт | ~120 шт | ~84 шт |
Строка на 2000 куб.м/ч и +40 °C - это ровно та самая пушка на 40 ТЭНов из заявки, если элементы взять по 0,65-0,7 кВт. Количество из заявки сошлось с расчётом, потому что человек интуитивно заложил разумную удельную мощность на трубке.
Прогрев dT берут по задаче: для отопления цеха хватает +25...+35 °C над входящим воздухом, для сушки поверхностей от конденсата дают больше - +40...+50 °C, чтобы тёплый сухой поток гарантированно снимал точку росы с холодного потолка.
Пример из заявки: 40 ТЭН для сушки пролётов потолка от конденсата
Прямой ответ: под 40 ТЭН в самодельной пушке для сушки берут элементы по 0,65-0,7 кВт, суммарно около 26-28 кВт на трёхфазную сеть 380 В. Считаем.
Задача: сушить пролёты потолка от конденсата. Вентилятор пушки гонит примерно 2000 куб.м/ч, входящий воздух в цеху +10 °C, на выходе хотим +50 °C, то есть прогрев dT = 40 °C.
Количество ТЭН по 0,7 кВт: 26,8 / 0,7 = 38-39 шт
Округляем вверх до 40 шт по 0,67 кВт = 26,8 кВт
Разводка по фазам 380 В: 40 / 3 = по 13-14 шт на фазу
Ток на фазу: 26800 / (1,73 x 380) = 40,7 А
Сорок элементов по 0,67 кВт дают ровно 26,8 кВт и красиво делятся на три фазы. Ток около 41 А на фазу - под такой нагрузку заложите питающий кабель и автомат с запасом. Сушка идёт так: тёплый сухой поток обдувает холодный потолок, поднимает температуру поверхности выше точки росы, конденсат перестаёт выпадать и испаряется.
Почему пачка маломощных ТЭН лучше одного мощного
Прямой ответ: из-за равномерности прогрева, умеренной удельной мощности на оболочке и живучести пушки. Три причины по порядку.
- Равномерность потока. Пачка тонких оребрённых трубок распределяет нагрев по всему сечению воздуховода. Один толстый стержень грел бы только центр, по краям поток шёл бы холодным, и пушка отдавала бы меньше расчётного.
- Удельная мощность на трубке. Чем меньше ватт приходится на квадратный сантиметр поверхности оболочки, тем ниже температура стенки и дольше живёт спираль. Раздавая мощность на 40 трубок вместо 5, вы снижаете удельную нагрузку и уводите ТЭН от режима перекала.
- Живучесть на объекте. Перегорел один элемент из 40 - пушка потеряла 2,5% мощности и работает дальше. Перегорел единственный мощный - пушка встала. На объекте, где сушка идёт сутками, это разница между «доработали смену» и «стоим ждём замену».
Материал и размеры воздушного ТЭН для пушки
Прямой ответ: оболочка из углеродистой стали 10 для сухого воздуха, нержавейка при влажной или агрессивной среде; диаметр трубки 8-16 мм, длину подбирают под сечение воздуховода.
| Параметр | Значение | Комментарий |
|---|---|---|
| Материал оболочки | Сталь 10 | Стандарт для воздуха и сухих сред, дешевле нержавейки |
| Материал (влажный воздух) | 304 / 12Х18Н10Т | Если пушка сушит сырое помещение, есть риск коррозии |
| Оребрение | стальное или алюминиевое | Площадь теплоотдачи в 8-12 раз больше гладкой трубки |
| Диаметр трубки | 8-16 мм | Изготовление по чертежу от 4 до 32 мм |
| Длина | под сечение воздуховода | Рабочая часть перекрывает поток, от 30 до 6000 мм |
| Напряжение | 220 или 380 В | Пачку разводят по трём фазам для равной нагрузки |
Оребрённых в типовом каталоге нет: их считают под конкретную пушку. Мы делаем воздушный ТЭН по чертежу заказчика - диаметр, длину, шаг и материал оребрения, гнутьё под форму секции, посадочные размеры фланца под ваш воздуховод. Если собираете пушку сами и уже знаете суммарную мощность, укажите её и желаемую мощность одного элемента - посчитаем количество и разведём по фазам.
Что прислать, чтобы мы рассчитали ТЭН для пушки
- Расход воздуха вентилятора, куб.м/ч (или диаметр колеса и обороты)
- Температура на входе и желаемая на выходе
- Напряжение сети: 220 В или 380 В
- Размеры воздуховода или посадочного места ТЭН
- Среда: сухой воздух, влажный, с агрессивными парами
- Количество пушек и желаемая мощность одного элемента, если собираете сами
- Фото или чертёж корпуса, если он уже есть
Рассчитаем ТЭН под вашу пушку
Пришлите расход воздуха, прогрев и размеры - в тот же день дадим количество, мощность одного элемента и раскладку по фазам. Цена по вашим данным.
Часто задаваемые вопросы
Как рассчитать мощность ТЭН для тепловой пушки?
По формуле P (кВт) = 0,335 x Q x dT / 1000, где Q - расход воздуха вентилятора в куб.м/ч, dT - на сколько градусов нужно поднять температуру на выходе. Пушка с вентилятором 2000 куб.м/ч и прогревом на 40 градусов требует 26,8 кВт. Мощность жёстко привязана к расходу воздуха: без обдува воздушный ТЭН перегревается.
Сколько ТЭНов ставить в тепловую пушку?
Количество считают от суммарной мощности, делённой на мощность одного элемента. Для пушки на 26,8 кВт при ТЭНах по 0,7 кВт нужно около 38-40 штук, по 1 кВт - около 27 штук, по 1,5 кВт - около 18 штук. Пачку маломощных ставят ради равномерного прогрева потока, умеренной удельной мощности и живучести: сгорит один - остальные держат нагрузку.
Какой ТЭН нужен для сушки помещения от конденсата?
Воздушный оребрённый ТЭН из углеродистой стали 10 в связке с вентилятором. Оребрение увеличивает площадь теплоотдачи в 8-12 раз, поэтому при обдуве ТЭН отдаёт тепло эффективно и не раскаляется докрасна. Мощность считают по объёму помещения, кратности воздухообмена и теплопотерям. Тёплый сухой поток снимает точку росы с холодных поверхностей.
Почему в пушку ставят много маломощных ТЭН, а не один мощный?
Равномерность: пачка тонких трубок распределяет нагрев по всему сечению воздуховода. Удельная мощность: на маломощной трубке ватт на квадратный сантиметр ниже, оболочка не перегревается. Живучесть: при выходе одного элемента из строя пушка теряет часть мощности, но продолжает работать, а не встаёт полностью.
Из какого материала делают воздушный ТЭН для пушки?
Для воздуха и сухих сред оболочку делают из углеродистой стали 10 - её ресурса достаточно, и она дешевле нержавейки. Оребрение стальное или алюминиевое. Нержавейку 304 или 12Х18Н10Т берут, если воздух влажный, с агрессивными парами или есть риск коррозии оболочки.
Можно ли включать воздушный ТЭН без вентилятора?
Нет. Воздушный оребрённый ТЭН рассчитан на отвод тепла потоком воздуха. Без обдува трубка перегревается за минуты, нихром перегорает. Нагрев в пушке сблокирован с вентилятором: сначала вентилятор, потом ТЭН, при остановке вентилятора нагрев отключается с продувом на выбег.
Что прислать, чтобы вы рассчитали ТЭН для пушки?
Расход воздуха в куб.м/ч (или диаметр колеса и обороты), температура на входе и на выходе, напряжение 220 или 380 В, размеры воздуховода, среда и влажность, количество пушек. Если собираете сами и знаете суммарную мощность - укажите её и желаемую мощность одного элемента, посчитаем количество и разведём по фазам.