Фото из каталога ТЭН-Миасс. Изготовление по образцу или чертежу.
Инженер Петрович снял с сушильной камеры старый ТЭН: трубка погнута, оребрение в половине мест раздавлено, мощность упала вдвое. Судя по нагару и оплавленным контактам, грелся не воздух, а сам нагреватель. Типичная картина для калориферов, где ставят что попало, лишь бы по длине подошло. Разбираемся, чем отличается прямой Тэн оребренный воздушной 1500Вт L-1000мм от универсальной дешевки и как не ошибиться при замене.
Конструкция. В отличие от водяных ТЭНов, в воздушных спираль нагревается до 600-700°C, а кожух - до 300-400°C. Оребрение (лента из нержавейки или оцинкованной стали) увеличивает площадь теплообмена примерно в 3-4 раза относительно гладкой трубки. Для мощности 1500 Вт при длине корпуса 1000 мм шаг оребрения делают 4-5 мм - это обеспечивает съем тепла при скорости потока воздуха от 6 м/с.
Длина и мощность. 1000 мм - рабочая длина корпуса (активная часть). Если взять ТЭН 1500 Вт на 1000 мм, нагрузка на поверхность трубки составит около 6-7 Вт/см². Это золотая середина: при 5 Вт/см² нагреватель будет недогружен и долго выйдет на режим, при 9-10 Вт/см² начнет перегреваться и выгорать оребрение. Прямая форма (без изгибов) проще в монтаже в канальные калориферы и позволяет равномерно обдувать всю длину.
Условия работы. Для нормальной работы требуется принудительный обдув. Естественная конвекция для такого ТЭНа неэффективна - оребрение будет работать как радиатор, но мощность придется снижать до 400-500 Вт. В принудительном потоке воздуха (6-10 м/с) этот ТЭН выдает 1500 Вт стабильно, нагревая воздух на 30-40°C выше температуры на входе.
Трубка: нержавеющая сталь AISI 304 (08Х18Н10) или AISI 321 (титановая стабилизация) диаметром 10 мм. Толщина стенки - 1 мм. Оцинковка для воздушных ТЭНов не годится - при температурах выше 200°C цинк начинает отслаиваться и лететь в поток.
Оребрение: лента 0,5-0,8 мм из той же нержавейки. Крепится накаткой или винтовой навивкой. Первый вариант надежнее - контакт между трубкой и ребром получается плотнее, теплопередача выше на 10-15%.
Контакты: шпильки М6 или М8 из нержавейки. Длина холодной зоны (без ребер) - 30-40 мм с каждой стороны. Это критично: если холодная зона короче, перегревается контактная колодка и плавится изоляция.
Изоляция: наполнитель - периклаз (оксид магния). Герметизация - силиконовый компаунд или эпоксидная смола. Для воздушных ТЭНов достаточно силикона, эпоксидка нужна во влажных средах.
Крепление. ТЭН устанавливается в калорифер через отверстия в стенке канала. Резьба на штуцерах (как правило, 1/2" или 3/4") позволяет закрепить нагреватель гайками. Не зажимайте до упора - раздавите трубку. Момент затяжки - 10-15 Нм.
Заземление. Корпус ТЭНа обязательно заземляется через штуцер или отдельный контакт. Если этого не сделать, при пробое изоляции вы получите разность потенциалов на корпусе калорифера.
Регулировка. Мощность 1500 Вт на 220 В - это ток около 6,8 А. Для регулировки достаточно реле твердотельного типа или тиристорного регулятора. Не используйте простые диммеры для ламп - они дают импульсное управление, которое убивает ТЭН за месяц.
Спираль не касается оболочки — она запрессована в периклаз, который одновременно держит электроизоляцию и отдаёт тепло на трубу.
| Материал | Среда |
|---|---|
| Сталь 10 | Воздух, масло, сухие среды |
| AISI 304 (08Х18Н10) | Вода, пар |
| 12Х18Н10Т | Пищевые и агрессивные среды |
| 316L / Inconel | Агрессивная химия, высокие температуры |
| Титан | Хлориды, кислоты, гальваника, морская вода |
Материал подбирается по среде, а не наоборот. Ошибка в стали — течь и пробой за месяцы вместо лет.
Патронные и трубчатые ТЭН изготавливаем по чертежу или как замену вышедшему из строя. Срок 7–14 рабочих дней.