ТЭН в виде спирали для воздухонагревателя с крыльчаткой: как подобрать и заказать

Короткий ответ: открытая спираль без оболочки прогревается почти мгновенно, но у неё нет теплового запаса магнезитовой засыпки трубчатого ТЭНа. Остановилась крыльчатка, спираль перегорает за секунды, а не за минуты. Девять заказов на замену из десяти связаны не с самим нихромом, а с вентилятором или изолятором: встал вентилятор, спираль перегрелась и оборвалась; треснул изолятор, виток замкнуло на корпус. Для расчёта новой спирали достаточно фото узла и мощности по шильдику, точная цена по фото или чертежу в день обращения.

Как устроена спираль воздухонагревателя с крыльчаткой

В воздуховоде или корпусе промышленного воздухонагревателя нихромовая или фехралевая проволока намотана в спираль и закреплена на ряде керамических изоляторов: стоек с пазами, через которые протянут виток. Никакой трубы, никакой засыпки, никакой стальной оболочки. Спираль висит открыто в потоке воздуха, который гонит крыльчатка вентилятора, установленная тут же, в корпусе узла.

Разница с трубчатым ТЭНом принципиальная. У трубчатого нагревателя спираль изолирована от среды оболочкой и магнезитом: нагрев идёт через слой засыпки, инерция большая, зато спираль защищена от прямого контакта с воздухом, пылью и перепадами потока. У открытой спирали инерции почти нет, она реагирует на подачу напряжения за доли секунды, именно поэтому такую конструкцию ставят там, где нужен быстрый отклик по температуре. Плата за скорость: нулевая защита, без постоянного обдува витки раскаляются неравномерно и пережигаются в первом же слабом месте.

Контактные клеммы выводятся на холодную сторону корпуса, за пределы прямого потока горячего воздуха, через проходные изоляторы. Если клеммы стоят внутри горячей зоны, они подгорают и искрят в точках контакта, это отдельная частая причина обращения, не связанная с самой спиралью.

Признак → причина → что менять

Расчёт мощности нагрева воздуха: пример с допущениями

Формула для нагрева воздуха: энергия равна массе воздуха, умноженной на удельную теплоёмкость и на разницу температур (Q = m × c × ΔT). Возьмём воздуховод с расходом 300 м³/ч, который должен поднять температуру воздуха с 15°C до 60°C (ΔT = 45°C).

Масса воздуха в час: 300 м³/ч × 1,2 кг/м³ (плотность воздуха) = 360 кг/ч
Энергия на нагрев: 360 кг/ч × 1,005 кДж/(кг·°C) × 45°C ≈ 16 280 кДж/ч ≈ 4,5 кВт·ч за час работы
Это значит, что при непрерывном расходе 300 м³/ч требуется примерно 4,5 кВт установленной мощности на сам нагрев воздуха, без учёта потерь.

Что прислать для расчёта

• Фото старого узла целиком: видны изоляторы, крепление, остатки спирали
• Маркировка или шильдик с мощностью и напряжением воздухонагревателя
• Диаметр или сечение воздуховода, где стоит узел
• Расход воздуха (м³/ч), если известен по паспорту вентилятора
• Что именно вышло из строя: сама спираль, изолятор или крыльчатка, по фото это не всегда видно сразу

По этим данным считается диаметр и длина проволоки, число витков и способ крепления изоляторов. Точную цену и срок называем в день обращения, после просмотра фото.

Главная ошибка при заказе замены

Включать воздухонагреватель без крыльчатки или с забитым фильтром на входе, «чтобы прогреть быстрее», или проверить спираль на столе без обдува: она горит почти мгновенно, за секунды, а не постепенно. То же самое происходит, если термозащита по какой-то причине отключена или замкнута перемычкой: спираль греется без контроля и выгорает при первой же просадке расхода воздуха.

Вторая по частоте ошибка: заказать точную копию сгоревшей спирали, не проверив, почему встала крыльчатка. Если вентилятор был неисправен и простоял без обслуживания несколько месяцев, новая спираль повторит ту же поломку в те же сроки. Сначала чинят обдув, потом ставят спираль, а не наоборот.

Частые вопросы

Похожие темы в блоге: ТЭН воздушный 6 кВт для шахты вентилятора и оребрённый ТЭН для воздуховода на 3 кВт.

Автор: Руслан Садыкбаев, производство ТЭН с 2017 года