Тръбни електрически нагреватели — нагревателни елементи: устройство, избор, работа, свързване на нагревателни елементи

Всеки нагревател с електрическо съпротивление е съпротивление с високо съпротивление (нагревателен елемент), оборудвано с помощни устройства за подаване на ток, електрическа изолация, защита срещу механични повреди и закрепване.

Тръбни електрически нагреватели (нагревателни елементи) са най-разпространените електротермични устройства за отоплителни инсталации с ниска и средна температура. Те са напълно защитени от външни влияния, включително достъп на въздух.

Устройство с нагревателен елемент

Обикновено нагревателният елемент се състои от тънкостенна (0.8 — 1.2 мм) метална тръба (обвивка), в която е поставена спирала от тел с високо съпротивление. Краищата на спиралата са свързани към контактна пръчка, чиито външни проводници се използват за свързване на нагревателя към захранването. Материалът на тръбата може да бъде въглеродна стомана, ако повърхностната температура на нагревателния елемент в режим на работа не надвишава 450 g. C и неръждаема стомана при по -високи температури или когато нагревателният елемент работи в корозивни среди.

Устройство с нагревателен елемент. Тръбен електрически нагревател (TEN) с херметичен дизайн: 1 — нихромова спирала, 2 — тръба, 3 — пълнител, 4 — оловен щифт, 5 — уплътняваща уплътнителна втулка, 6 — гайка за закрепване, 7 — изводи.

Спиралата е изолирана от тръбата с пълнител с високи електроизолационни свойства и добра топлопроводимост. Най -често като пълнител се използва периклаза (кристална смес от магнезий). След пълнене на пълнежа тръбите на нагревателния елемент се подлагат на налягане. Под високо налягане периклазата се превръща в монолит, който надеждно фиксира спиралата по оста на тръбата на нагревателния елемент. Пресованият нагревателен елемент може да бъде огънат, за да придаде необходимата форма. Контактните пръти на нагревателния елемент са изолирани от тръбата с изолатор, краищата са запечатани с влагоустойчив силициев лак.

Предимства и недостатъци на нагревателните елементи

Предимството на нагревателните елементи е гъвкавостта, надеждността и безопасността на обслужването. Те могат да се използват в контакт с газообразни и течни среди. Нагревателните елементи не се страхуват от вибрации и удари, но не са и взривобезопасни. Работната температура на нагревателните елементи може да достигне 800 gr. C, което задоволява използването им не само в инсталации за проводимо и конвекционно отопление, но и като излъчватели в инсталации на лъчисто (инфрачервено) отопление. Поради запечатването на спиралите, експлоатационният живот на нагревателните елементи достига 10 хиляди часа.

Нагревателните елементи се произвеждат в различни дизайни, което им позволява да бъдат вградени в различни инсталации, вариращи от индустриални пещи до домакински електрически отоплителни уреди. В допълнение към обичайния дизайн, се произвеждат нагревателни елементи с един край с патрон с диаметър от 6,5 до 20 мм, които се отличават с висока специфична повърхностна мощност, както и плоски нагревателни елементи с развита повърхност за топлопреминаване.

Недостатъците на нагревателните елементи включват висок разход на метал и цена поради използването на скъпи материали (нихром, неръждаема стомана), не много висок експлоатационен живот, невъзможност за ремонт при спирала на изгаряне.

Тръбен електрически нагревател от три елемента NV-5.4/9,0

Как да изберем нагревателен елемент

TEN с мощност от 15 W до 15 kW се произвеждат в агрегат с дължина от 250 до 6300 mm, външен диаметър от 7 до 19 mm и номинално напрежение от 12 до 380 V в конструкция с един или три елемента.

При избора на нагревателни елементи е необходимо да се вземат предвид: предназначението на нагревателния елемент, неговата мощност, захранващо напрежение, условия на работа (нагрята среда, характер на нагряване, условия на топлообмен, необходима температура).

Силата, която може да бъде премахната от единична повърхност на тръбата на нагревателния елемент (специфично натоварване), зависи от условията на работа, материала на тръбата и пълнежния материал.

Нагревателните елементи се избират от изчислената мощност, необходима за нагряване на средата: Pизчисление = (Кз х Рпол) / ефективност, където Кз — коефициент на безопасност (1.1 — 1.3), ефективност — ефективност, като се вземат предвид загубите на мощност.

От каталога се открива нагревателен елемент, който отговаря на работните условия за напрежение, мощност. температурата на корпуса и нагрятата среда, както и формата, възможността за поставяне на нагревателния елемент в работното пространство. След това се определя броят на нагревателните елементи в зависимост от Pcalc и единичната мощност на нагревателните елементи.

Работа с нагревателни елементи

Основните причини за повреда на нагревателните елементи по време на работа — нарушаване на уплътняването на изводите, корозионно увреждане на корпуса, скъсване на спиралата поради прегряване. Тези причини са причинени от прекомерни усилия върху контактните пръти при свързване на проводници към нагревателните елементи, образуване на слой котлен камък върху повърхността на тръбата на нагревателния елемент.

Надеждността на работата на тръбни електрически нагреватели може да се увеличи, като се следват следните препоръки:

1) Когато свързвате проводници към нагревателните елементи, не прилагайте прекомерна сила върху гайките на контактните пръти, в резултат на което стегнатостта на изходните краища на нагревателния елемент се нарушава.

2) Необходимо е да се изключи работата на нагревателните елементи без вода.

3) Необходимо е почистване на котлен камък от повърхността на нагревателните елементи 1 път на 2-3 месеца, като се избягват отлагания върху нагревателните елементи с дебелина над 2 mm.