Види, призначення та особливості вибору ТЕНів

Трубчастий електричний нагрівач, що називається також ТЕН, являє собою досить простий за конструкцією нагрівальний прилад. ТЕН виготовляється з прямої або зігнутої порожнистої трубки з металу, скла або кераміки, з нагрівальним елементом усередині (зазвичай у вигляді нитки або спіралі з ніхрому).

Головна функція ТЕНа – нагрівання різного середовища до потрібних температурних показників. Забезпечується це двома властивостями виробу.

• Застосуванням стійкого до високих температур електричного ізолятора, що заповнює простір між нагрівачем та трубкою.
• Здатністю ніхромового нагрівача створювати високу теплову потужність для генерування необхідної температури на поверхні ТЕН без прямого з нею контакту.

Даний вид електронагрівачів не лише універсальний, він вирізняється стійкістю до вібрацій, механічних пошкоджень та вибухобезпечністю. У зв’язку з чим ТЕН можна використовувати для ефективного поступового нагрівання як газоподібного та водного, так і агресивних середовищ або фізичних об’єктів, в умовах, де інші нагрівачі швидко виходять з ладу.

Особливості виготовлення ТЕНів

Матеріал та конструкція трубчастого нагрівача визначається з урахуванням цілого ряду експлуатаційних параметрів, прогнозованим тиском, сумарною потужністю мережі, температурними параметрами:

• Для роботи в газоподібних середовищах використовуються нагрівачі найрізноманітнішої конструкції: звичайні трубчасті, зігнуті та оребрені, що являють собою труби круглого перерізу з прилеглими до поверхні щільними пластинками. Завдяки реберній конструкції створюється велика область нагрівання та підвищена тепловіддача, а навантаження на сам нагрівальний елемент знижується на 50-65% порівняно зі звичайним. Повітряні ТЕНи, виготовлені з вуглецевої сталі, мають спеціальне маркування R, S, O, з антикорозійної нержавіючої сталі – Т, K, N.
• U-подібні двокінцеві ТЕН виготовляються для роботи в рідких середовищах. Причому діапазон таких середовищ може бути надзвичайно широкий, починаючи від нагрівання та кип’ятіння звичайної води (маркування J), закінчуючи маслами, лугами, кислотами та іншими агресивними рідинами (маркування P).
• Для нагрівання плоских твердих поверхонь розроблені гнучкі стрічкові нагрівачі з різними варіантами кріплень для збереження своєї форми. Зазвичай вони бувають керамічними або алюмінієвими. Ще одним варіантом для обігрівання плоских поверхонь та збільшення площі нагрівального елемента під час роботи з рідинами є плоскі ТЕНи.

Типи трубчастих нагрівачів залежно від призначення

Трубчасті електричні нагрівачі можуть здійснювати ефективне нагрівання середовища і в побутових приладах, і на промислових установках. На відміну від багатьох інших типів електронагрівачів, трубчасті нагрівачі експлуатуються при безпосередньому контакті з рідкими, газоподібними, твердими середовищами, продовжують функціонувати при вібраційних, ударних навантаженнях, в умовах підвищеного тиску, будучи найбільш універсальним приладом:

• У прес-формах та гарячеканальних системах, а також у теплих електричних підлогах актуальні гнучкі ТЕН. Особливість їх конструкції дозволяє надавати різну форму для забезпечення рівномірного нагрівання всієї площі.
• Ливарне виробництво, автомобілебудування, хімічна та інші види промисловості, де потрібна переробка полімерних матеріалів, не можуть обійтися без компактних патронних ТЕН, що встановлюються в соплах промислового обладнання.
• Для нагрівання рухомого та спокійного повітря в конвекторах, лазнях та саунах, сушильних камерах різного призначення, електричних калориферах, побутових електродуховках використовуються середньопотужні ТЕН трубчастого та оребреного типу.
• Для побутових водонагрівачів використовуються як «сухі», що не контактують з рідиною, так і «мокрі» ТЕНи.

У побутових нагрівальних елементах, обладнанні та резервуарах для нагрівання агресивних середовищ, використовуються ТЕНи, виготовлені з антикорозійних металевих сплавів з високим електричним опором. Досить проста герметична конструкція даних приладів гарантує їх досить тривалий ресурс. ТЕНи зі сталі, міді, алюмінію також використовуються для комплектації побутових приладів.

У промисловій галузі частіше використовуються ТЕНи з хімічно інертного скла. Вони знайшли своє застосування в побутових типах обігрівачів та нагрівальному обладнанні для саун. А ось керамічні трубки не такі поширені, хоча іноді використовуються в промисловій сфері.

Як вибрати ТЕН

Трубчасті електронагрівачі є головним функціональним елементом більшості електричних водонагрівачів. Пристрій встановлюється безпосередньо всередину резервуара з водою, де завдяки теплообміну здійснює нагрівання. Незалежно від сфери використання ТЕН, при його підборі рекомендується звертати увагу на такі параметри:

1. Необхідна температура нагрівання. У випадках, коли температура середовища нагрівається не більше ніж до 450 градусів С, і в ньому немає агресивних компонентів, допускається використання нагрівача з вуглецевої сталі. У протилежному випадку рекомендується використання ТЕН з антикорозійної нержавіючої сталі.
2. Якість ізоляції. Усі прилади теоретично виготовляються з тим розрахунком, щоб виключити контакт електрики із середовищем, особливо, якщо йдеться про роботу у воді. Для цього використовується спеціальний ізолюючий шар між внутрішнім нагрівачем та трубкою, а також передбачається особливий захист контактної групи. Під час купівлі неможливо визначити, наскільки ефективним зробив захист виробник. Тому не варто придбавати занадто дешеві ТЕНи неперевірених брендів.
3. Потужність та напруга. Прилад підбирається відповідно до характеристик мережі, а також об’єму рідини, яку він має нагрівати, вихідної та необхідної температури і потрібного для цього часу. Наприклад, для нагрівання 10 літрів води кімнатної температури до температури кипіння за 50 хвилин необхідний ТЕН потужністю 1 кВт.
4. Розміри ТЕН. Рекомендується дотримуватися однакових габаритних розмірів стосовно нового та старого ТЕН у межах 1,5 мм.

Більша частина параметрів вказується виробниками в технічному описі виробів. Головне - уважно «зчитувати» маркування, сферу призначення та тип ТЕН.