Фото из каталога ТЭН-Миасс. Изготовление по образцу или чертежу.
Ситуация: Приходит заявка - калорифер в сушильной камере на 150°C гонит 3000 м³/ч, а температура на выходе не поднимается выше 80°C. Старые ТЭНы воздушные оребренные прогорели за полгода. Владелец просит поставить "такие же по размеру, но чтобы грели". С чего начинать? Не с мощности, а с воздушного потока.
Оребрение - это лента из нержавейки AISI 304 или 430, навитая на трубку диаметром 12-16 мм. Шаг оребрения - 3-5 мм. Чем меньше шаг, тем больше площадь теплоотдачи, но выше аэродинамическое сопротивление. Для калориферов с вентиляторами мощностью до 2 кВт берут шаг 4-5 мм. Если обдув принудительный и скорость воздуха выше 3 м/с - шаг 3 мм.
Трубка - бесшовная нержавеющая сталь AISI 321 (жаропрочная до 650°C) либо сталь 10 с цинковым покрытием. Наполнитель - периклаз с содержанием MgO от 95%. Контактные группы - шпильки М6 или М8 из нержавейки.
Длина монтажная: от 300 мм до 3000 мм. Удельная мощность на ребро - не более 8 Вт/см². Если превысить - ребро перегревается локально, окалина отваливается, и ТЭН выходит из строя за 3-4 месяца.
Главная ошибка - считают только мощность по объёму помещения. Для воздушных ТЭН решающий параметр - скорость потока через пучок трубок. Минимальная скорость - 1,5 м/с. Если меньше - воздух застаивается меж рёбер, теплоотвод падает, и нихромовая нить перегревается.
Пример расчёта:
Дано: калорифер на 28 кВт, расход воздуха 4000 м³/ч, нагрев с -20°C до +40°C.
Считаем сечение калорифера: 4000 / 3600 / 2,5 = 0,44 м².
Если живое сечение меньше - ставят два пучка в параллель. Иначе ТЭНы воздушные оребренные работают с перегревом оболочки на 200°C выше номинала.
Материал оребрения для температуры воздуха до +200°C - оцинкованная сталь, до +400°C - нержавейка. Для агрессивной среды (влажность, кислоты) - AISI 316L.
ТЭНы на 380 В с треугольной схемой включения дают наибольший КПД, но требуют равномерной нагрузки по фазам. Для калориферов мощностью 20-30 кВт используют ступенчатое регулирование: 33% - 66% - 100% с помощью симисторных блоков или контакторов.
Важно: Ток через ТЭН рассчитывают по формуле I = P / (1,73 * U). Для 30 кВт при 380 В ток - 45,6 А. Сечение подводящего кабеля - не менее 10 мм² меди. Если кабель длиннее 15 метров - запас 20% на падение напряжения.
Воздушные ТЭНы в системах вентиляции с рециркуляцией работают в условиях повышенной пылевой нагрузки. Пыль оседает на рёбрах, снижает теплопередачу и создаёт локальные перегревы. Для таких условий - шаг оребрения 5-6 мм и периодическая продувка сжатым воздухом 2-3 атм.
Для агрессивных сред (сероводород, хлор) - ТЭНы воздушные оребренные в кожухе из нержавейки AISI 316L. При содержании влаги выше 75% - обязателен дренаж конденсата и установка ТЭН с трубкой из кислотостойкой стали.
Подбор воздушных оребренных ТЭН сводится к трём цифрам: мощность, скорость обдува, материал. Если хотя бы одна из них не соответствует - нагреватель проработает меньше года. Для точного расчёта закажите на ten-miass.ru проект калорифера с указанием расхода воздуха, начальной и конечной температуры, среды. Инженер подберёт шаг оребрения, конфигурацию пучка и автоматику под вашу задачу.
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.