Воздушный ТЭН для вентиляции: производство по чертежу заказчика
Воздух нагревается в 20–25 раз хуже воды. Это одна цифра объясняет, почему воздушный ТЭН устроен иначе, чем водяной, и почему нарушение одного параметра выводит его из строя за несколько часов.
Воздушный ТЭН (трубчатый электронагреватель для нагрева воздуха) применяют в приточных вентиляционных установках, приточно-вытяжных системах и калориферах. Трубка с нагревательной спиралью внутри помещается в поток воздуха: он обдувает её и уносит тепло. Звучит просто, пока не начинаешь считать.
Главное ограничение: удельная мощность
Для водяных ТЭН удельная мощность доходит до 10–15 Вт/см² и выше. Для воздушных при принудительном обдуве верхняя граница -- 3 Вт/см², а рабочий диапазон 1.5–3 Вт/см². Превысите -- поверхность трубки перегреется, магнезия (наполнитель) спечётся, спираль перегорит.
При свободной конвекции (без вентилятора) порог ещё ниже -- 0.5–1.2 Вт/см². Поэтому ТЭН для приточной установки с вентилятором и ТЭН для бытового конвектора -- принципиально разные изделия.
Расчёт мощности: формула и пример
Мощность нагревателя определяется через теплоёмкость воздуха:
где:
ρ = 1.2 кг/м³ -- плотность воздуха при 20°C
Q -- объёмный расход, м³/с
Cp = 1005 Дж/(кг·К) -- удельная теплоёмкость
ΔT -- перепад температуры, °C
Пример: вентиляционная установка подаёт 500 м³/ч приточного воздуха, нужно нагреть с -10°C до +20°C (ΔT = 30°C).
P = 1.2 × 0.139 × 1005 × 30 = 5020 Вт ≈ 5 кВт
К полученной цифре обычно добавляют 10–15% запаса -- на теплопотери воздуховода, пусковые режимы, погрешность замера расхода.
Выбор материала оболочки
Два основных варианта:
| Материал | Применение | Температура |
|---|---|---|
| Сталь 10 (углеродистая) | Сухой воздух, стандартные условия | до 250°C |
| AISI 321 (12Х18Н10Т) | Влажный воздух, агрессивная среда, повышенная температура | до 600°C |
Нержавеющая сталь AISI 321 дороже, но при влажном воздухе или хлоридах в атмосфере сталь 10 даст ржавчину уже через один сезон. Для морских портов, пищевых производств, бассейнов -- только нержавейка.
Зачем нужны рёбра и когда они обязательны
Оребрённый (finned) ТЭН -- это та же трубка, на которую намотана или напрессована металлическая лента. Рёбра увеличивают площадь теплообмена в 3–8 раз.
Когда без рёбер не обойтись:
- Большой перепад температур при ограниченном сечении воздуховода
- Скорость воздуха ниже 3 м/с -- рёбра компенсируют слабый конвективный теплосъём
- Нужно уложиться в конкретные габариты, не увеличивая количество трубок
Когда рёбра избыточны:
- Высокая скорость потока (6–10 м/с и выше) -- трубки без рёбер справляются
- Воздух с механическими примесями -- рёбра забиваются пылью, теряют эффективность
Типичные конфигурации для вентиляции
Прямые прутковые ТЭН в сечении воздуховода
Несколько горизонтальных трубок монтируются поперёк канала в одном или нескольких рядах. Просто, ремонтопригодно. Типичный диаметр трубки 10–16 мм, шаг между трубками 40–60 мм.
Многоэлементные батареи
U-образные или W-образные ТЭН, собранные во фланцевую кассету. Выводы сгруппированы с одной стороны для удобства подключения. Мощность одной кассеты -- от 3 до 60 кВт в зависимости от количества элементов и сечения воздуховода.
Как мы изготавливаем воздушный ТЭН по чертежу
Производство находится в Миассе (Челябинская область). Принимаем заказы от 1 штуки -- без минимального тиража.
Что нужно для расчёта и изготовления:
- Чертёж или эскиз с габаритными размерами
- Мощность (Вт или кВт) и напряжение питания (220 В / 380 В)
- Материал оболочки (сталь 10 или AISI 321)
- Условия эксплуатации: температура воздуха, расход, наличие влаги или примесей
Если чертежа нет -- достаточно технических условий. Рассчитаем конструкцию сами и согласуем перед запуском в производство.
Срок: 7–14 рабочих дней. Доставка СДЭК/ПЭК по всей России и Казахстану.
Отправьте чертёж или опишите задачу -- рассчитаем стоимость и уточним сроки
Заказать воздушный ТЭН для вентиляции