Зачем нужна U-форма
У прямого ТЭНа клеммы на разных концах. Чтобы его поставить, нужны два отверстия или два фланца с противоположных сторон бака. В бойлерах косвенного нагрева, закрытых накопительных баках и части промышленных котлов конструкция не позволяет этого: там один фланец, одна точка входа.
U-образный ТЭН сгибают пополам. Изгиб уходит вглубь бака, обе клеммы остаются снаружи рядом. Монтаж через одно отверстие, подключение к одной клеммной коробке, никаких сквозных проходок через корпус.
Конструкция и размеры
Трубка диаметром 6–32 мм сгибается с радиусом, зависящим от диаметра: для трубки 12 мм минимальный радиус изгиба около 25 мм, для 20 мм — около 40 мм. Два плеча расходятся параллельно.
| Параметр | Типовой диапазон | Примечание |
|---|---|---|
| Диаметр трубки | 6–32 мм | Чаще 8, 12, 16, 20 мм |
| Длина плеча | 50–2000 мм | От клеммы до изгиба |
| Расстояние между плечами | 12–100 мм | Зависит от диаметра трубки |
| Мощность | 0,2–12 кВт | По расчёту |
| Напряжение | 220 / 380 В | Одно- и трёхфазные |
Материал: три варианта под разные задачи
Материал трубки определяет, куда ставить ТЭН:
- Сталь 10 — воздух, масло, сыпучие среды. Дешевле, но ржавеет в воде.
- AISI 304 (аналог 12Х18Н10Т) — вода, пар, большинство промышленных жидкостей. Стандартный выбор для бойлеров.
- AISI 321 — пищевые производства, агрессивные химические среды, повышенная температура до 350 °С. Дороже, но держит коррозию там, где 304 не справляется.
Изоляция внутри трубки — периклаз (оксид магния, MgO). Теплопроводность около 30 Вт/(м·К), температура эксплуатации до 1000 °С. Именно периклаз, а не «керамическое волокно», как иногда пишут в интернете.
Расчёт мощности
Тепловую мощность считают по формуле:
Q = G * c * ΔT
где G — массовый расход нагреваемой среды (кг/с), c — удельная теплоёмкость (для воды 4,18 кДж/(кг·К)), ΔT — разница температур на входе и выходе (К).
Пример: бойлер 100 литров, нагрев воды с 10 до 60 °С за 1 час. G = 100/3600 = 0,028 кг/с. Q = 0,028 * 4180 * 50 = 5852 Вт, то есть около 6 кВт. С учётом потерь в изоляции бака берут ТЭН 6–7 кВт. Допуск по ГОСТ 13268-88: +5%/-10% от заявленной мощности.
Удельная мощность на поверхность
Это главный параметр долговечности ТЭНа. Измеряется в Вт/см².
| Среда нагрева | Допустимая удельная мощность |
|---|---|
| Вода (умягчённая) | до 6–8 Вт/см² |
| Вода (жёсткая, выше 7 мг-экв/л) | до 4 Вт/см² |
| Масло | до 1,5–2 Вт/см² |
| Воздух (принудительный обдув) | до 3 Вт/см² |
| Воздух (естественная конвекция) | до 1 Вт/см² |
Слой накипи 1 мм поднимает температуру поверхности трубки на 15–20 °С. При жёсткой воде это быстро добивает ТЭН, который формально вписывается в допуски по мощности.
Сравнение форм ТЭН
| Форма | Монтаж | Когда подходит | Когда не подходит |
|---|---|---|---|
| Прямой | Два отверстия / сквозной | Трубопроводы, проточные нагреватели | Закрытые баки с одним фланцем |
| U-образный | Одно отверстие / фланец | Бойлеры, баки, котлы с одним патрубком | Когда глубина бака меньше длины плеча |
| Спиральный / W-образный | Одно отверстие | Большие баки, большая мощность | Малые объёмы, нестандартные размеры |
Где применяют U-образные ТЭНы
- Бойлеры косвенного нагрева 50–500 л
- Электрические котлы с боковым фланцем
- Промышленные баки для подогрева технической воды, масла, растворов
- Нагрев пресс-форм и оснастки
- Замена штатного ТЭНа в импортном оборудовании, когда стандартный размер не подходит
Цена и сроки
Водяной U-образный ТЭН из AISI 304 начинается от 1470 рублей за штуку. Цена зависит от диаметра трубки, длины плеча, мощности и тиража. Минималка — 1 штука.
Срок изготовления: 7–14 рабочих дней от согласования чертежа. Если присылаете готовый чертёж — быстрее. Если чертежа нет, присылайте размеры бака, мощность, напряжение и среду нагрева: сделаем расчёт и чертёж.
Нужен U-образный ТЭН?
Пришлите чертёж или размеры — рассчитаем и сделаем. От 1 штуки, от 7 дней.
Частые вопросы
Чем U-образный ТЭН отличается от прямого?
У U-образного ТЭНа оба конца (клеммы) выходят с одной стороны, потому что трубка согнута пополам. Монтируется через одно отверстие или фланец, тогда как прямой ТЭН требует двух точек крепления с разных сторон бака.
Какую мощность выбрать для U-образного ТЭНа в бойлере 100 л?
Для нагрева 100 л воды с 10 до 60 °С нужно около 6 кВт расчётной мощности. Реальный ТЭН берут 6–7 кВт с учётом потерь. Для ускоренного нагрева за 30–40 минут потребуется 9–12 кВт при трёхфазном подключении.
Какой материал трубки выбрать для воды?
Для питьевой и технической воды — AISI 304 (нержавейка 12Х18Н10Т). Для агрессивных сред и пищевых производств — AISI 321. Сталь 10 используют только в масле или воздухе: в воде ржавеет за несколько месяцев.
Сколько стоит U-образный ТЭН и какой минимальный заказ?
Цена водяного U-образного ТЭНа от 1470 рублей за штуку. Минимальный заказ — 1 штука. Срок изготовления 7–14 рабочих дней с момента согласования чертежа.
Можно ли заказать U-образный ТЭН по своему чертежу?
Да, именно так мы и работаем. Присылайте чертёж или эскиз с размерами: диаметр трубки, длина плеча, расстояние между плечами, напряжение, мощность, материал. Если чертежа нет — опишите задачу, рассчитаем сами.
Почему ТЭН в бойлере перегорает раньше срока?
Чаще всего из-за накипи: слой 1 мм повышает температуру поверхности трубки на 15–20 °С. При жёсткости воды выше 7 мг-экв/л накипь нарастает за несколько месяцев. Вторая причина — завышенная удельная мощность: для жёсткой воды допустимо не более 4 Вт/см² на поверхности трубки.
Назад в блог