Воздушный оребренный Тэн для печи. Мощность 1 кВт

Фото из каталога ТЭН-Миасс. Изготовление по образцу или чертежу.

Приходит заявка: печь для сушки пиломатериалов, объём камеры 8 кубов, температура 90°C. Стоят старые ТЭНы без оребрения, греют отвратительно, конвекция слабая, нижние ряды сыреют. Замена на голые трубки не решит проблему. Нужен воздушный оребренный Тэн для печи. Мощность 1 кВт - и таких элементов в связке 12 штук. Почему именно 1 кВт, а не 2? Потому что при плотной компоновке и скорости потока 2 м/с удельная нагрузка на трубку не должна превышать 4 Вт/см². Считаем: площадь оребрения стандартного ТЭНа длиной 300 мм - около 200 см². 1 кВт / 200 см² = 5 Вт/см². Запас по перегреву есть, и при этом не пережжём воздух.

Почему 1 кВт - рабочая лошадка для малых печей

Типовой оребренный ТЭН мощностью 1 кВт имеет трубку из нержавейки AISI 304 диаметром 8,5 мм. Оребрение - стальная лента толщиной 0,4 мм, шаг 4 мм. Длина активной части - от 250 до 400 мм в зависимости от модели. Удельная мощность на ребре получается 3,5-5 Вт/см². Этого хватает для нагрева воздуха до 300°C без риска локального перегрева и выгорания спирали.

На практике 1 кВт - это компромисс. Если взять 0,5 кВт, то для камеры 3 кВт понадобится 6 штук - больше монтажа, больше точек подключения. Если взять 2 кВт, то при той же длине удельная нагрузка подскочит до 10-12 Вт/см², и ТЭН начнёт светиться вишнёвым цветом уже на 250°C. Ресурс упадёт втрое. А 1 кВт держит 6000-8000 часов при цикле включения 50%.

Конструкция и материалы: что внутри

Воздушный оребренный ТЭН мощностью 1 кВт - это не просто трубка с рёбрами. Внутри - нихромовая спираль марки Х20Н80. Диаметр проволоки 0,4 мм, шаг навивки 1,2 мм. Сопротивление холодной спирали - около 48 Ом (при напряжении 220 В). Наполнитель - периклаз марки ПП-1 с фракцией 0,2-0,5 мм, трамбовка под давлением 400 кг/см². Это даёт теплопроводность 1,5 Вт/(м·К) и отводит тепло от спирали к стенке трубки.

Концевые изоляторы - керамика стеатитовая (не фарфор, он трескается при резких перепадах). Контактные стержни - сталь нержавеющая, резьба М4. Длина холодных концов - 40 мм. Это стандарт, но если печь работает в агрессивной среде (сушильные камеры с кислотными испарениями), заказываем холодники длиной 80 мм - чтобы зона сварки не контактировала с влагой.

Типичные применения и ограничения

• Сушильные камеры для древесины - до 100°C. ТЭН 1 кВт ставят в нижней части, чтобы поднимать холодный воздух. Расстояние между соседними ТЭНами - не менее 40 мм, иначе поток замыкается и рёбра перегреваются.
• Термошкафы для электроники - до 150°C. Тут важна равномерность. Оребрение даёт скорость нагрева 5°C/мин при объёме 0,5 м³.
• Печи отжига малых деталей - до 350°C. При этой температуре мощность 1 кВт снимается с трубки длиной 300 мм. Если нужно выше 400°C - меняем стальное оребрение на нержавеющее AISI 321, иначе окалина забивает зазор между рёбрами.

Ограничение: на открытом воздухе (без кожуха) при скорости ветра 0,5 м/с ТЭН 1 кВт не разовьёт номинальную мощность - будет отдавать 0,6-0,7 кВт. Требуется принудительный обдув не менее 1,5 м/с.

Монтаж: что забывают учесть

Крепление - через фланец или резьбу. Для мощности 1 кВт достаточно резьбы G1/2. Но часто видят, что ТЭН ставят вплотную к стенке печи. Зазор между оребрением и стенкой - минимум 20 мм. Иначе тепло уходит в корпус, а не в воздух, и ТЭН начинает работать в режиме теплового удара.

Ещё момент: фаза и ноль. Если ТЭН 1 кВт на 220 В, ток 4,5 А. Провод - 1,5 мм² минимум. Автомат - 6 А. Но если печь трёхфазная, а ТЭНы однофазные, разбрасывайте их по фазам равномерно. Три ТЭНа по 1 кВт на фазу - это 3 кВт, нормально. А если все 12 штук повесить на одну фазу - 12 кВт, автомат 63 А, и перекос по нейтрали.

FAQ

Что дальше

Воздушный оребренный ТЭН мощностью 1 кВт - это расчётная единица для малых печей. Если вам нужно спроектировать группу нагрева - считайте не по количеству, а по суммарной нагрузке и скорости обдува. На ten-miass.ru есть подбор по длине, материалу и креплению - укажите мощность 1 кВт, и система покажет совместимые модели.