ТЭН для водонагревателя: что это такое?

Разнообразие форм и видов ТЭНов

Рассмотрим разнообразие типов ТЭН. Чем обусловлены различия в их конструкции? Какие существуют стандартные формы ТЭН? Для чего используются основные типы ТЭНов? Ответы на эти вопросы — в нашей новой статье.

22 июля 2021

Содержание статьи:

  • Стандартные формы ТЭНов
  • Ф1: прямой электрический ТЭН
  • Ф2: ТЭН в форме подковы
  • Ф7: ТЭН “Скрепка”
  • Гибкие ТЭНы
  • Блок ТЭНов — ТЭНБ
  • Изготовление нагревательных элементов на заказ
  • Итоги

Главное преимущество ТЭНов — возможность придавать электронагревателям любую конфигурацию. Конструкция определяется структурой оборудования, в котором будет установлен нагревательный элемент, и средой, в которой он будет работать. Одинаковые по форме виды ТЭНов могут применяться и в промышленности, и в быту, различаясь лишь размером, так как они выполняют задачи одного типа и используются в устройствах, схожих между собой по конструкции.

Существуют стандартные формы ТЭНов:

Виды форм ТЭНов

Такие варианты могут быть изготовлены на базе простых производственных комплексов. Процесс их изготовления занимает мало времени, подлежит строгой регламентации и регулируется ГОСТом. Стандартные формы ТЭНов используются для решения типовых задач. Как можно понять из рисунка, форма отражается в наименовании ТЭНа, и обозначается с помощью буквы “Ф”.

Ф1 – линейная конструкция, представляющая из себя прямую металлическую трубку с нагревательным элементом и наполнителем внутри. Такие устройства называют прямыми электрическими ТЭНами. Нагреватели такой формы, как правило, используются для воздушных сред.

Прямой ТЭН

Для усиления теплоотдачи на ТЭН устанавливается оребрение: для этого на поверхности нагревателя закрепляется ребристая лента из нержавеющей или углеродистой стали. Она увеличивает поверхность, контактирующую с воздухом, что способствует усилению теплоотдачи в несколько раз. Установка оребрения увеличивает стоимость нагревательного элемента, но полностью окупает себя.

Ф2 — ТЭН в форме подковы. Такой нагреватель представляет из себя прямой электрический ТЭН, согнутый пополам в виде буквы U. За счет этой конструктивной особенности тип Ф2 позволяет вместить ТЭН большей развертки в ограниченные габариты. В связи с этим такая модель используется для нагрева как воздушных сред, так и жидких: воды и масла. Именно такие ТЭНы часто встречаются на пищевых производствах.

U-образный ТЭН

Ф7 называют “скрепкой” из-за дополнительной петли, которую образует его трубка. Таких петель может быть несколько, что в пропорциональное количество раз увеличивает развертку ТЭНа, площадь контакта с нагреваемой средой и позволяет достичь больших мощностей. Все вышеперечисленное ускоряет процесс нагрева и повышает количество выделяемого тепла. Благодаря высокой скорости подъема температуры время работы ТЭНа сокращается, что увеличивает срок его работоспособности в несколько раз. Поэтому электронагреватели типа Ф7 используются для быстрого контактного нагрева масла и воды.

Какими еще бывают ТЭНы?

Существует ряд современных нагревательных элементов, которые могут принимать любую форму. Их называют гибкими ТЭНами. Они используются в тех областях жизни и производства, которые требуют от нагревательного элемента повторения формы нагреваемого объекта: в горячеканальных системах, в плитах прессов, при производстве упаковочного оборудования, а также для подогрева элементов, которые нельзя защитить от резких колебаний температур или вибрации.

Например, гибкие ТЭНы GC-Flex могут обеспечить нагрев внешней оболочки до 600 градусов. Благодаря оплетке из никелевой проволоки, которая полностью заполняет неровности пресс-формы, они обеспечивают оптимальную теплопередачу. Такие нагревательные элементы могут быть использованы в экструдерах и термопластавтоматах, а также для равномерного прогрева пресс-форм.

Обычному тэну в оболочке из углеродистой или нержавеющей стали можно придать дополнительную гибкость, если подвергнуть его интенсивной термообработке. Для такого нагревательного элемента существует специальное название — гибкий ТЭН с полным отжигом. Сгибать его самостоятельно до малых радиусов не рекомендуется: изготовление ТЭНов сложной формы лучше доверить профессионалам.

Еще один вариант изготовления — группа или блок ТЭНов. На таком блоке повторяются описанные выше виды ТЭНов по форме, но чаще всего используются нагреватели в виде буквы U. Их трубки закрепляются на одном фланце, а с другого конца выводятся контакты для подключения. Блочные ТЭНы оотличаются большой мощностью, поэтому они активно используются в промышленных установках, требующих максимальной теплоотдачи, например, в электрокотлах и теплоэлектроцентралях.

Блочный ТЭН

Изготовление ТЭН любой формы на заказ

Достаточно ли описанных нами видов электрических нагревателей для решения всех задач, с которыми сталкиваются быт и промышленность? Определенно нет. Из-за высокой конкуренции во всех сферах, начиная от крупного производства и заканчивая бытовой техникой, почти каждый день появляются новые и новые формы и виды приборов, требующих установки ТЭНов нестандартной формы и размера. ТЭНы с необычным креплением, повышенной мощностью и усиленной защитой против агрессивных условий среды также потребуют изготовления по чертежам заказчика.

Специалисты производственной компании “Марион” готовы в кратчайшие сроки осуществить необходимые расчеты, проверить соответствие продукции стандартам качества и, конечно, изготовить электронагреватели под заказ в соответствии с чертежами и эскизами заказчика, а затем доставить по всей территории России.

ТЭН нестандартной формы

Итоги

Широкий спектр форм трубчатых электронагревателей позволяет решать самые разные задачи, от производственных до бытовых. Иногда стандартные формы ТЭНов не в состоянии с этим справиться. В этом случае возможно изготовление изделия нужной формы и характеристик на заказ.

Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.

Устройство ТЭН: конструкция и принцип работы трубчатого нагревателя

Как устроен электрический ТЭН? Как он работает? В чем заключаются особенности его конструкции? Как рассчитать спираль нагревателя? Ответы на эти вопросы вы найдете в статье.

Устройство ТЭН: конструкция и принцип работы трубчатого нагревателя

16 июля 2021

Содержание статьи:

  • Устройство ТЭНа
  • Принцип работы ТЭНа
  • Преимущества и недостатки ТЭНов
  • Методика расчета спирали нагревателя ТЭНа
  • Нарушения удельной мощности ТЭНа
  • Итоги

ТЭН, или трубчатый электрический нагреватель — один самых популярных источников образования тепла в бытовых и промышленных установках. Это необходимый элемент печей, сушильных камер, бытовых приборов, отопительных приборов и промышленных и бытовых установок, полиграфического оборудования и так далее.

Устройство электрического ТЭНа

Строение ТЭНа

Конструкция ТЭНов включает в себя следующие составляющие:

  • металлическая трубка;
  • спираль;
  • наполнитель;
  • керамический изолятор;
  • контактный стержень.

Спираль полностью загерметизирована в металлической трубке и соединена с контактным стержнем, наружный край которого имеет необходимые выступы для соединения с элементом, подающим электрический ток. Такая конструкция ТЭНов исключает возможность короткого замыкания и обеспечивает равномерное распределение нагрева по всей поверхности металлической трубки.

Изолирующим наполнителем спирали от трубки тэна, является периклаз, минерал состоящий из оксида магния иногда с примесями оксида железа, оксида марганца и оксида цинка. Устройство ТЭНа для водонагревателя, бойлера или промышленного бака будет одинаковым.

Металлическая трубка нагревателя изготавливается из сплавов:

  • чистой латуни (рис. 1) и меди (рис. 2). Эти материалы трубки ТЭНов обязательно используются с покрытиями;
  • стали. Сталь может быть как нержавеющая (рис. 3), так и углеродистая (рис. 4), это зависит от особенностей конструкции и работы ТЭНа;
  • алюминия (рис. 5)

Она может иметь различный диаметр, от 6 до 19 мм. Конструкцию блочного тэна возможно укомплектовать датчиком температуры и предохранителем от перегрева.

Выбор металлов и их сплавов зависит от рабочей среды ТЭНа. Это могут быть щелочи и кислоты, воздух с низкой и высокой концентрацией активных газов, различные металлические поверхности, которые будут соприкасаться с ТЭНом, жировые соединения и водные растворы.

В качестве нагревательного элемента выступает токопроводящая фехралевая или нихромовая спираль. Фехралевая спираль представляет собой железный сплав с добавками меди, марганца, алюминия, титана и других металлов. Основными достоинствами спирали из фехраля или его разновидностей (еврофехраля, суперфехраля) являются низкая цена, высокое удельное сопротивление и жаропрочность.

Спираль из нихрома представляет собой сплав никеля и хрома и обладает теми же характеристиками, что и фехралевая, но основное отличие фехралевой и нихромовой спиралей – в открытом виде удельная температура работы: фехралевая спираль выдерживает максимальный разогрев до +1400 °С, а спирали из нихрома до 1200 °С.

Контактный стержень может иметь патронную либо одноконцевую форму. По сфере эксплуатации часто различают воздушные, водные или масляные ТЭНы. Нагревательные элементы, которые используются в различных газообразных сферах, также относят к воздушным.

Принцип работы ТЭНа

Знание конструкции ТЭНа необходимо для понимания принципа его работы. Спираль, расположенная внутри теплового нагревательного элемента, специально изготовляется из термоэлектрического сплава. Это свойство позволяет ей проводить через себя электрический ток, сильно нагреваясь, но не расплавляясь при этом. Материал, который окружает спираль — диэлектрик, и благодаря ему тепло не только отлично передается в соседние среды, но и распределяется по ней, что обеспечивает равномерное прогревание металлической оболочки, и, как следствие, рабочей среды ТЭНа.

Преимущества и недостатки ТЭНов

Популярность электрического нагревательных элементов подобного плана обусловлена их высокой надежностью, разнообразием форм, длительным сроком эксплуатации, возможностью работать в самых разных условиях, как в бытовых, так и в производственных приборах и установках.

  • универсальность – ТЭНы используют практически во всех сферах промышленного и народного хозяйства;
  • широкий выбор сред работы – в силу достаточно значительного диапазона рабочих температур, верхний предел которого может достигать 650 градусов Цельсия, ТЭНы можно использовать в установках инфракрасного, кондуктивного и конвекционного нагрева;
  • надежность – апробированная более чем за столетие конструкция ТЭНов была методом проб и ошибок приведена к оптимальным пропорциям и параметрам сплавов, размеров, соотношений всех элементов;
  • безопасность обслуживания;
  • низкая взрывоопасность;
  • не боятся вибраций, ударов, перепадов температур и давления;
  • доступность и широкий ассортимент.

Недостатки:

  • при использовании в качестве материала спирали и трубки сплавов никеля, меди, других дорогостоящих металлов, повышается цена ТЭНа;
  • невозможность ремонта в случае выхода из строя. Принцип работы электрического ТЭНа подразумевает, что после серьезных поломок конструкцию проще заменить, чем чинить;
  • склонность к образованию налёта
  • ограниченный срок службы.

Методика расчета спирали нагревателя ТЭНа

Самый простой способ расчета спирали – по таблице токовых нагрузок. Если такой способ по каким-либо причинам не может быть использован, то следует обратиться к формуле допустимой удельной мощности, которая является соотношением мощности нагрева спирали в Вт к площади поверхности спирали. Расчет выполняется в зависимости от температуры поверхности нагревателя и скорости отведения от нее тепла.

В большинстве случаев мощность спирали ТЭНа закладывается производителями в диапазоне от 0,01 до 12 КВт. Максимально возможная мощность подбирается в зависимости от следующих показателей:

  1. диаметр оболочки тэн
  2. материал оболочки тэн
  3. среда эксплуатации
  4. развернутая длина трубки тэн
  5. длина греющей части

Нарушения удельной мощности ТЭНа

Для того, чтобы ТЭН работал в рамках эксплуатационных параметров, необходимо, чтобы удельная мощность соответствовала допустимым нормам. Значительное превышение или снижение удельной мощности может привести к сбоям в работе элемента. Если при снижении мощностей ТЭН не сможет обеспечить необходимую теплоотдачу, то в случае значительного увеличения мощности он может перегореть, и потребуется его замена.

Итоги

Устройство ТЭНа – продукт многолетней разработки. Долгий путь его создания привел к тому, что конструкция трубчатого нагревательного элемента позволяет получить максимум тепла при минимальных затратах и вложениях, недостатки этого типа нагревательных элементов весьма условны и легко решаемы, а расчеты, необходимые для корректной эксплуатации, просты в выполнении.

Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.

Маркировка трубчатых нагревателей

Специфика маркировки ТЭНов по ГОСТу предполагает, что в маркировке будет зашифрована вся важная информация об электронагревателе. Как маркируются разные виды ТЭНов, что обозначает эта маркировка и почему эта информация так важна?

Маркировка трубчатых нагревателей

5 августа 2021

Маркировка в трубчатых электронагревателях представляет собой надпись, нанесенную на корпус. Добросовестные производители, работающие в соответствии со стандартами, наносят такие «пометки» в обязательном порядке. Нанесение осуществляется с помощью маркировочного аппарата.

Аппарат для маркировки ТЭНов

Аппарат для маркировки ТЭНов

Что обозначает маркировка ТЭНов?

Расшифровка маркировки ТЭНов позволяет узнать:

  • Тип нагревательного прибора или условное обозначение материала, из которого он сделан;
  • Габаритные размеры;
  • Среду работы;
  • Напряжение, мощность;
  • Длину заделки контактов;
  • Месяц, год выпуска продукта;
  • Код страны изготовителя.

Заделкой контактов называется глубина их размещения внутри конструкции, при измерении считается расстояние от начала трубки до намотанной нихромовой проволоки. Номинальная длина контактных стержней в заделке должна находиться в пределах от 40 мм до 630 мм. Величина записывается латиницей: А – 40 мм, В – 65 мм, С – 100 мм и т.д., согласно обозначению ТЭНов по ГОСТу 13268-88.

Нагреваемая среда тоже имеет своё обозначение , в зависимости от нее меняется материал, из которого изготовлен ТЭН. В рамках одной среды допускается применение разных металлов.

  • Х — происходит нагревание воды, слабых растворов кислот или щелочей для медных и латунных покрытий ТЭНов.
  • J — та же среда, но уже для другого материала — нержавейки. Для воздушных ТЭНов из нержавеющей стали имеется два обозначения: Т и К. Разница заключается в разном характере нагрева воздуха, в первом случае это спокойный воздух, во втором — движущийся со скоростью 6 м/с.

Значение и вариации аббревиатуры «ТЭН»

Классическая аббревиатура ТЭН — трубчатый электрический нагреватель, однако некоторые конструктивные исполнения находят свое отражение в расшифровке.

ТЭНР — такой же прибор, но уже выполненный с оребрением, металлической лентой, огибающей трубку по спирали по всей её длине. Данное дополнение увеличивает поверхность для выработки тепла и его отдачи, снижает нагрузку на сам греющий элемент. ТЭНП — патронный трубчатый нагреватель. Вывод контактов осуществляется только с одной стороны, другая сторона запаяна. Прибор выглядит как гильза.

Условное обозначение ТЭНов в группе или блоком трубчатых нагревателей — ТЭНБ. На одном фланце размещается от двух электронагревателей. Самые расхожие модели блоков состоят из нескольких одинаковых ТЭНов в форме 2 или буквы U. В маркировке ТЭНБ аналогично указываются размеры конструкции (длина, диаметр трубки).

У прямых, U-образных ТЭНов и других изогнутых моделей длина измеряется по трубе, исключая изолятор, размер шпильки и штуцер, если он есть. Развернутая длина представляет собой расстояние от начала до конца трубки.

Описание технических характеристик электронагревателя

Описание технических характеристик располагается на расстоянии от начала трубки, обычно отступают более 7 см. Качество маркировки – одно из подтверждений качества продукции. На подделке, как правило, её нет или надпись неразборчиво и криво выбита. Текст должен быть ровным, чётким, хорошо читаемым.

Обозначение ТЭНов

У проверенных производителей маркировка не должна вызывать сомнений, так как перед этим продукция многократно проходит проверки на качество и соответствие заявленным характеристикам. Однако, если вы все-таки хотите проверить точность указанных характеристик, например, мощность нагревателя, измерьте сопротивление на контактах с помощью мультиметра. Пользуясь полученным результатом, найдите по формуле мощность:

где U – имеющееся напряжение, R – сопротивление.

Варианты возможных обозначений маркировки трубчатых электронагревателей:

ТЭН – 188 А 13/3.0 Т 220 Ф1

Маркировка прямого ТЭНа

  1. Развёрнутая длина нагревателя — 188 см.
  2. Длина заделки контакта, имеющая буквенное обозначение (А) — 40 мм.
  3. Диаметр нагревателя — 13 мм.
  4. Номинальная мощность — 3 кВт.
  5. Значение среды «T» согласно ГОСТу соответствует среда «Воздух и прочие газы, в том числе и смеси газов» и материл — нержавеющая сталь.
  6. Номинальное напряжение — 220 В
  7. Ф1 — классическая прямая форма.

Патронный нагреватель ТЭНП 13.10.120.L.220.380.350

Маркировка патронных электронагревателей

  1. Длина изделия — 13 см.
  2. Диаметр изделия — 10 мм.
  3. Мощность — 120 Вт.
  4. Среда— L — литейные формы и пресс-формы. Материал — нержавеющая сталь.
  5. Напряжение — 220 В.
  6. Длина провода — 380 мм
  7. Термостойкость провода — 350 °C

Описание технических характеристик ТЭНов может быть расширенным и содержать дополнительные сведения о нагревателе, позволяющие лучше его узнать.

ТЭН – 42 А 13/2,0 J 220 (G1/2; R73; Ф2)

Маркировка ТЭНа-скрепки

  1. Длина трубки — 42 см.
  2. Длина контакта в заделке — А, что эквивалентно 40 мм.
  3. Диаметр трубы —13 мм.
  4. Мощность — 2,0 кВт
  5. Рабочая среда — J, то есть вода или слабый раствор кислот. Материал — нержавеющая сталь.
  6. Напряжение — 220 В.
  7. Наружный диаметр штуцера — G 1/2
  8. Радиус изгиба ТЭНа (мм) — R 73.
  9. Форма изделия — №2 или U-образный.

ТЭН 95 C 13/1,25 Т 220 (м/о 69; Ф2)

Маркировка ТЭНа Ф2

  1. Длина — 95 см
  2. Длина заделки —С, 100 мм
  3. Диаметр трубки — 13 мм.
  4. Мощность — 1,25 кВт.
  5. Среда — «T» обозначает воздух и прочие смеси газов. Материал — нержавеющая сталь.
  6. Напряжение — 220 В.
  7. Межосевое расстояние —69 мм
  8. Форма изделия — Ф2 или «подкова»

При нанесении маркировки блок ТЭНов, к надписи добавляются другие обозначения: к примеру, 3*Т означает, что на блоке расположено три нагревателя. На фланце могут быть расположены специальные соединительные отверстия. Характер резьбы отображается в следующем виде: метрическая — М, дюймовая — G.

Пример расшифровки маркировки блока ТЭН:

ТЭНБ 3*Т: 72 А 8/0,4 J 220 G2

Маркировка трубчатых электронагревателей

  1. Развернутая длина ТЭНа — 72 мм;
  2. Длина заделки контактного стержня — А, что соответствует 40 мм;
  3. Диаметр каждого ТЭНа — 8 мм;
  4. Мощность одного ТЭНа — 0,4 кВт;
  5. Рабочая среда — вода, слабый раствор кислот. Материал изготовления — жаропрочная нержавеющая сталь;
  6. Напряжение — 220 В;
  7. Размер фланца — G2.

Итоги

Маркировка электронагревателей – один из способов коротко и емко сообщить всю необходимую информацию о ТЭНе, включая его размеры, характеристики и условия его эксплуатации. Производственная компания «Марион» внимательно подходит к этому вопросу и тщательно контролирует соответствие маркировки продукта и его характеристик. Ознакомиться с данной продукцией вы можете в разделе » Трубчатые электронагреватели «.

Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.

Кирилл Мантуров
Меня зовут Кирилл! А это мой блог про строительство и ремонт!Я простой работяга, больше 10 лет работаю на стройках. Люблю свою жену Людмилу и сына Олега! Всем мир! :)
Оцените автора
Блог РемСтрой-Про
Добавить комментарий