Отличие водяного ТЭНа от воздушного

ТЭНы для воздуха, воды и масла

К самому первому нагревателю можно отнести обычную нихромовую спираль. Наверное, у каждого дома были самодельные кипятильники и электроплиты. Имея в наличии нихромовую спираль и обладая смекалкой, создать греющий электроприбор не составляло особого труда.

Такие приборы нельзя было оставлять без присмотра ни на минуту, ведь вследствие короткого замыкания или попадания на работающую спираль какого-либо легко возгорающегося материала беды было не избежать. Поэтому со временем стали разрабатываться более защищенные и безопасные элементы нагрева на основе все той же спирали. Но, в некоторых промышленных сферах открытая спираль является незаменимым устройством нагрева. Закрытые спиральные нагреватели можно встретить в большей части обогревателей домашнего пользования, стоит только поближе ознакомиться с конструкцией имеющихся электроприборов.

В данной теме мы подробно рассмотрим конструкцию закрытых спиральных нагревателей, их особенности и сферы применения.

Нагреватели с закрытой нихромовой спиралью

На основе открытой спиральной проволоки были созданы трубчатые электронагреватели — ТЭНы. Спираль в данном случае помещена в тонкостенную металлическую оболочку трубчатой формы. Изоляцию ее обеспечивает специальный наполнитель, обладающий высокой тепловой проводимостью и электросопротивлением. В качестве наполнителя зачастую используют периклаз. После заполнения нагревателя изолирующим материалом трубку поддают опрессовке, вследствие чего периклаз становится монолитным материалом. После проведенной манипуляции спираль жёстко фиксируется, и ее контакт с внутренней оболочкой металла исключается на 100%.

Полученная конструкция обладает настолько высокой прочностью, что ТЭН даже можно при необходимости немного сгибать. Некоторым трубчатым нагревателям еще в процессе производства задают необычную причудливую форму, но это делается только в тех случаях, когда данная форма необходима для определенного типа прибора, в который вмонтируют ТЭН.

Спираль присоединяется к металлическим контактным выводам, которые выводятся из нагревателя наружу. Подводные провода прикрепляют к резьбовым концам контактов с помощью гаек или шайб. Крепление ТЭНа в электроприборе осуществляется при помощи гаек/шайб создающих плотное и при необходимости герметическое присоединение.

В условиях соблюдения правил эксплуатации такая конструкция является высоконадежной и долговечной. Именно это и сказывается на использовании ТЭНов достаточно в широком спектре обогревательных приборов как домашнего, так и промышленного пользования, имеющих различные отличия в своем предназначении и форме.

Зависимо от эксплуатационных условий ТЭНы разделяются на три большие группы:

Воздушные ТЭНы могут еще, и использоваться для нагрева разнообразных газовых сред. Ведь даже обычный воздух, который нас окружает, состоит из смеси нескольких газов: кислород, азот, углекислый газ, и в нем даже присутствуют незначительные примеси аргона, неона, криптона и т.д.

Воздушная среда может иметь значительные отличия. Это может быть спокойный атмосферный воздух или воздушный поток, как в случае тепловентиляторов или тепловых пушках.

Оболочка нагревателя может разогреваться до 450 градусов Цельсия и даже больше. Исходя из этого, внешнюю оболочку могут изготавливать из самых разнообразных материалов: углеродная сталь, нержавеющий или жесткий металл. Подбор материала для корпусной оболочки зависит от среды, в которой будет эксплуатироваться нагреватель.

Для улучшенной теплоотдачи некоторые виды ТЭНов могут быть оснащены оребрением для улучшенной работы в циркулирующем воздушном пространстве.

Водяные ТЭНы могут устанавливаться не только в оборудование прогревающее воду, это могут быть и всевозможные масла, мазут и даже разные агрессивные жидкости. Водяные нагреватели применяют в электрокотлах, дистилляторах, электрических опреснителях и бойлерах для нагрева обычной пресной воды. В случае обогрева различных нефтяных материалов и сложных маслянистых сред устанавливаемые нагреватели будут относиться к категории масляных ТЭНов.

Термическая проводимость и тепловая емкость жидкости значительно выше, чем у воздуха и других газовых составляющих, такая особенность обеспечивает лучший и более ускоренный отвод высокой температуры от ТЭНа. По этой причине даже в условиях одинаковой электрической мощности водяные и масляные нагреватели имеют меньшие размеры и геометрические показатели, чем воздушные приборы.

В данном случае можно привести простой пример: при выкипании жидкости в обычном электрочайнике нагреватель может так разогреться, что приобретёт красный цвет вследствие чего, перегорит.

Приведенные примеры свидетельствуют о том, что ТЭНы предназначенные для жидкой среды нельзя использовать для обогрева воздуха. А вот воздушные ТЭНы для нагрева жидкости применять можно. Только придется долго ждать набора нужной температуры.

Стоит учесть, что появление накипи значительно снижает эффективную работу трубчатого нагревателя. Из-за пористой структуры накипь снижает тепловую проводимость нагревателя. Поступление тепла к воде снижается, а сам нагреватель, перегреваясь, может выйти из строя. Чтобы исключить данную проблему ТЭН нужно периодически очищать с помощью разных химических средств.

Заказать воздушный, водяной или масляный ТЭН от компании ТЭН24 можно оставив заявку на сайте или связавшись с нашим менеджером по указанным телефонным номерам. Наши специалисты изготовят нужный тип ТЭНа на основе требований заказчика и при необходимости помогут просчитать все характеристики и параметры, которыми должен обладать нагревательный прибор для обогрева оборудования. Доставка осуществляется по всей Украине способом выбранным клиентом.

ТЭНы для водонагревателя, воздуха: характеристики и устройство, маркировка

Доброго времени суток, мои дорогие читатели! В моих статьях я часто упоминаю слово ТЭН, еще нигде толком о них ничего не рассказывал. Этот недочет необходимо исправить!

Поэтому я и решил написать данную статью, в которой дам краткий ликбез по данной (достаточно обширной) теме.

А в одной из следующих статей я расскажу как подключать ТЭНы у электрического котла.

Сразу скажу, что не претендую на полноту обзора и буду рад вашим замечаниям и комментариям, на основе которых можно будет дополнить данную статью. Итак, начнем с определения.

Что такое ТЭН?

ТЭН (сокращение от трубчатый электронагреватель) — это простейший электрический нагревательный прибор, который имеет самые разнообразные области применения:

  • Отопление — ТЭНы применяются в качестве нагревателей в электрических котлах, электрокаменках для саун, масляных радиаторах и так далее.
  • Горячее водоснабжение — с помощью ТЭНов нагревают воду накопительные и проточные водонагреватели. Да и в обычных бытовых чайниках тоже установлен ТЭН.

В общем, сфера применения таких приборов очень широкая.

Везде, где нужно что-либо нагреть можно задуматься о применении того или иного вида ТЭНов.

Теперь давайте подробно рассмотрим основные виды трубчатых электронагревателей:

  • ТЭНы для нагрева жидкостей — чаще всего при помощи таких приборов нагревают воду для тех или иных целей, но из этого правила есть исключения. Например, существуют модели, предназначенные для нагрева машинного масла или пищевых продуктов.
  • ТЭНы для нагрева воздуха — и так понятно, что такими приборами нагревают воздух, но тут есть свои нюансы — наличие или отсутствие обдува и скорость обдувающего воздуха. Кроме того, воздушные ТЭНы могут быть с оребрением, при помощи которого увеличивается площадь их поверхности.

Устройство ТЭНа

Для того, чтобы понять как устроен трубчатый электронагреватель посмотрите ниже на рисунок:

Устройство ТЭНа водонагревателя

  1. Оболочка — металлическая трубка. В качестве оболочки применяются медные, стальные или алюминиевые трубки разных диаметров.
  2. Контактный стержень — металлический стержень с резьбой на конце, через который подключается питание ТЭНа.
  3. Нагревательный элемент — спираль из сплава с высоким удельным сопротивлением.
  4. Наполнитель — в качестве наполнителя используется диэлектрик периклаз (белый порошок оксида магния).
  5. Герметизирующий материал — защищает наполнитель от попадания наружной влаги и тем самым сохраняет его свойства.
  6. Контактные шайбы и гайки нужны для крепления клемм.
  7. Изолятор — разделяет контактный стержень и оболочку ТЭНа. Нужен для защиты от утечки тока на корпус.

На рисунке указаны параметры длины. Давайте расшифруем их значение:

  • L — развернутая длина нагревателя. По ГОСТу она равна сумме длин прямолинейных и изогнутых участков.
  • Lа — активная длина. Равна длине нагревательного элемента.
  • Lk — это длина заделки контактного стержня. Длина заделки нормируется и указывается в маркировке при помощи литеры.
  • Ly — это длина пути тока утечки. Специальная нормируемая величина.
  • d — диаметр ТЭНа.

Маркировка ТЭНов: расшифровка

Для того, чтобы можно было отличать одни ТЭНы от других была разработана специальная маркировка, закрепленная государственным стандартом.

Она наносится на поверхность при помощи пресса и должна находиться недалеко от изолятора.

Рассмотрим для примера такую маркировку:

  • Цифрой 100 обозначена развернутая длина ТЭНа в сантиметрах.
  • Буквой «А» в маркировке зашифрована глубина заделки контактного стержня (расшифровку приведу ниже).
  • Цифра 13 обозначает диаметр трубки в миллиметрах.
  • Цифра 1,6 обозначает мощность нагревателя в кВт.
  • При помощи буквы «р» зашифрованы нагреваемая среда (в данном случае вода и слабые растворы щелочей или кислот) и материал трубки (углеродистая сталь).
  • Цифра 220 обозначает напряжение питания 220 В.
  • Цифра 2 — это номер формы ТЭНа (в данном случае он U-образный).
  • R30 — радиус загиба ТЭНа в миллиметрах.

Теперь давайте расшифруем длину заделки контактных стержней. Смотрим ниже на рисунок:

Обозначение ТЭНов маркировка

Читайте также  Водяной затвор в баню

Теперь перейдем ко второй букве в маркировке.

Приведу расшифровку наиболее популярных вариантов:

Буква Нагреваемая среда Материал трубки Максимальная удельная мощность, Вт/см 2
X Вода или слабые растворы щелочей и кислот Медь или латунь 9
P Вода или слабые растворы щелочей и кислот Углеродистая сталь 15
J Вода или слабые растворы щелочей и кислот Нержавеющая сталь 15
Z Жиры или масла Углеродистая сталь 3
O Воздух или другие смеси газов (с обдувом) Углеродистая сталь 5
S Воздух или другие смеси газов (без обдува) Углеродистая сталь 2,2

Более подробно все расшифровано в ГОСТе 13268-88.

Для воздушных ТЭНов прописано наличие или отсутствие обдува и даже необходимая скорость воздуха.

Если вы будете использовать ТЭНы предназначенные для обдува на спокойном воздухе, то они быстро перегорят из-за слишком большой удельной мощности.

Для полноты обзора добавлю картинку с формами. Это поможет вам легче в них ориентироваться:

Виды ТЭНов

ТЭНы для электрических котлов отопления

Ранее я писал отдельную статью по электрическим котлам, которую тоже рекомендую прочитать.

Ну да ладно, давайте перейдем к делу. В качестве нагревательных элементов для электрических котлов применяются блоки ТЭНов.

Представляют они из себя несколько нагревателей, которые объединены вместе при помощи гайки.

Чтоб было понятнее смотрите ниже на рисунок:

Блок ТЭН

Гайка может быть следующих диаметров: 1,25 дюйма, 2 дюйма и 2,5 дюйма.

Уплотняется такой блок при помощи кольцевого резинового уплотнения (если оно предусмотрено конструктивно) или при помощи подмотки нитью или ФУМ-лентой.

Что касаемо трубок, они могут быть изготовлены из углеродистой или нержавеющей стали.

Нержавейка дороже, но значительно дольше живет чем черная сталь.

При мощностях до 9 кВт, внутри котлов могут быть установлены блоки с напряжением питания 220 В.

При большей мощности, в котлах устанавливаются блоки под трехфазное напряжение 380 В.

ТЭНы для водонагревателей

Теперь перейдем к ТЭНам для водонагревателей. Они могут быть выполнены на резьбовой гайке (чаще всего диаметром 1,25 дюйма) или на фланце, который зажимается при помощи болтов. Смотрим ниже на рисунок:

ТЭН для водонагревателя на фланце

Есть еще «сухие» ТЭНы. Они изолированы от воды в специальных колбах и производители утверждают, что они более безопасны, чем обычные.

Хотя все их преимущества в безопасности можно свести на нет при помощи установки УЗО, которое будет отключать питание при наличии тока утечки больше 30 мА.

«Сухой» ТЭН

Резюме статьи

Данная статья предназначена для тех, кто слабо представляет себе из чего сделан ТЭН и для чего он нужен, поэтому прошу специалистов не судить строго, а помочь дополнить ее при помощи хороших и интересных комментариев. На этом все, желаю всем удачи!

Как_отличить_воздушный_тэн_от_водяного

Трубчатый электронагреватель (TЭH) представляет собой металлический корпус — трубу, внутри которой запрессована в наполнитель спираль из проволоки высокого омического сопротивления, соединенная с контактными стержнями, снабженными с внешней стороны контактными устройствами. Торцы заполнены герметиком. Между торцом трубы и контактным устройством установлен изолятор. Сопротивление изоляции в холодном состоянии не менее 0,5 МОм. ТЭН, оснащенные штуцерами, выдерживают давление 1,18·10 5 Па.

Возможно изготовить TЭH диаметром 8, 10, 13 мм с другими контактными устройствами, а также оснастить штуцерами с резьбой М22×1,5 или G1/2” для TЭH диаметром 13 мм, резьбой М22×1,5 , G1/2”, М18×1,5, М16×1,5, М14×1,5 для TЭH диаметром 8 и 10 мм.

ТЭН оребрённые (ТЭНР)

Возможно изготовление оребренных TЭHР U-образной формы с радиусами гибки по внутренней образующей 30, 35, 40, 50, 60, 80, 100 мм.

Маркировка ТЭН и ТЭНР

ТЭН/ТЭНР 100 А 13 /3,0 О 220 Ф2 R30 G1/2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
  1. Трубчатый электронагреватель/ трубчатый электронагреватель оребрённый
  2. Развернутая длина ТЭН (до 6000 мм) / ТЭНР в см.
  3. Длина контактного стержня в заделке (мм)

А=40 мм; В=65 мм; С=100 мм; D=125мм; E=160мм; F=250мм.

Диаметр

ТЭН: 6,25; 8; 10; 13; 16; 22 мм.

ТЭНР: 8; 10; 13 мм.

Потребительская мощность

Обозначение нагреваемой среды

P — вода, оболочка ТЭН из черной стали
J — вода, оболочка ТЭН из нержавеющей стали
S — спокойный воздух, оболочка ТЭН из черной стали
T — спокойный воздух, оболочка ТЭН из нержавеющей стали
O — подвижный воздух, оболочка ТЭН из черной стали
K — подвижный воздух, оболочка ТЭН из нержавеющей стали
Z — масло
L — литейные формы
O — подвижный воздух
S — спокойный воздух

Номинальное напряжение

для ТЭН: 36В, 48В, 55В, 60В, 110В, 127В, 220В, 380В.

для ТЭНР: 110В, 127В, 220В, 380В.

Форма

ТЭН: Ф1, Ф2, Ф3, Ф4, Ф5 , Ф6, Ф7, Ф8, Ф9, Ф10 и другие по чертежам заказчика.

ТЭР: Ф1, Ф2, Ф3 и другие по чертежам заказчика.

Радиус гибки (мм)

ТЭН: R= 19, 24, 30. 35, 40, 50, 60, 80. 100 и др.

ТЭНР: R= 30, 35. 40. 50. 60, 80, 100 и др.

Наличие резьбовых штуцеров

ТЭН: G1/2″; M22x1,5; M18x1,5; M16x1,5; M14x1,5 и др. (чаще применяются для нагрева жидкостей)

ТЭНР: G1/2″; M22x1,5; M18x1,5; M16x1,5; M14x1,5

на одном из форумов возник вопрос,об использовании водяного ТЭНа в воздушной среде.

можно ли использовать водяной в воздушной среде,и на оборот воздушный в жидкостях?

человек пишет,что если водяные соеденить последовательно,то можно использовать как воздушные.

Водяной на воздухе можно. С потерей максимальной мощности (снизить рабочее напряжение). Т.к. На них нет оребрения (поверхность не развита), будут очень неэффективны.Нужны дополнительные меры для защиты от перегрева, если напряжение подобрано неверно

Применение воздушного в воде сильно зависит от конкретной конструкции. Если конструкция и материалы позволят, тоже будут малоэффективны, из-за меньшей мощности или неудобны, из-за больших габаритов.

вот что нашёл на одной страничке.

2. Нагреваемая среда – вода.

Обозначение этих ТЭНов по ГОСТ 13268-88:

«Р» — материал трубки ТЭНа – чёрная сталь;

«J» — материал трубки ТЭНа – нержавеющая сталь.

активная часть ТЭНа должна быть полностью погружена в жидкость. Напомним, что активная длина ТЭНа равна полной его длине за минусом длины «зоны непрогрева» ТЭНа (это величина, на которую контактная шпилька с торца входит внутрь ТЭНа). Большинство водяных ТЭНов имеют зоны непрогрева А=40 мм, и В=65 мм, поэтому такие ТЭНы должны быть погружены в жидкость практически полностью. В случае применения ТЭНов с другими зонами непрогрева (С=100 мм; D=125 мм; Е=160 мм; F=250 мм; G=400 мм и т.д.) уровень жидкости должен быть выше зоны непрогрева на 20 – 30 мм.

иногда по технологическим причинам нагреваемую жидкость необходимо с некоторой периодичностью сливать из резервуара. В этом случае ТЭНы оголяются и из водной среды переходят в воздушную, т.е. работают в режиме смены сред «вода-воздух» (конечно, при сливе жидкости ТЭНы отключают).

и ещё—
теплоемкость воды примерно в 1000 раз больше, чем у воздуха.. . поэтому для нагрева воды поверхность ТЭНа должна иметь более высокую температуру. для нагрева воздуха эта температура избыточна.. . короче говоря, включив такой ТЭН на воздухе, вы увидите. как он очень быстро нагреется до бела и станет как нить лампочки.. . а потом сгорит.. . у воздушных ТЭНов температура поверхности ниже, но площадь поверхности значительно больше, как правило они имеют большую длину и оребрение.

из того что написано,я как бы делаю вывод-
что водяной тэн должен постоянно находится в жидкости,и использовать его вместо воздушного нельзя.
но это моё личное мнение.

В гараже нашел 2 тэна. Но очкую его подключать. По надписи понятно что на 220 вольт. 2.5 это скорей всего мощность, но может быть и сила тока. 77 что такое не знаю. Подключать провода к двум концам? А если оба подключить то параллельно они подключаются?

Смотрите также

Метки: тэн

Комментарии 64

10 лет такими пользовался.

У меня тоже 2 таких было. Не помню как подключал, но без обдува. Расплавились…
Хорошо вовремя пришел в гараж, деревянный пол начал гореть в местах где раскаленный алюминий стёк на пол, весел перед воротами. Поэтому глаз да глаз в первый день ! Мало ли…

на улице какая температура была?

Середина осени. Где-то + 5-8

в минус 20 думаю не расплавится

Подключай 2 штуки последовательно, у меня в гараже такие.

Прочитал множество коментов и пришёл к выводу, как ни включай эти ТЭНы, а за расход электричества придётся заплатить))).

Закон Ома вам в помощь. Т.е. сила нагрева будет больше при параллельном подключение, но проводка может погореть . Вот как то так, вообще это дебри электротехники.

3 недели назад подключал такие в гараже в сеть, подключал последовательно. Через 10 минут работы, жарили хорошо. Вот фото vk.com/id113493420?z=phot…1481606%2Fphotos113493420

ТЭНР (ТЭН оребренный) бывают «обдуваемые» и «необдуваемые», маркировка должна быть разная (O -подвижный воздух S -спокойный воздух)

параллельно включать ТОЛЬКО ПРИ ОБДУВЕ, если без обдува тогда последовательно. Мощность 2,5 кВТ напряжение 220 В

Читайте также  Потек теплый водяной пол

Последовательно включай, работают без обдува. Консервную банку с водой сверху, что бы воздух не сушили. Хорошая печка получается )

Скорее всего это простые оребренные воздушные ТЭНы мощностью по 2,5 кВт. Единственное надо смотреть для какой среды — либо для спокойной воздушной, либо с обдувом. В любом случае можно подключить через автомат или прозвонить на предмет обрыва/пробоя. Можно еще подключить через димер (регулятор мощности) в этом случае (если они живые) сможешь конролироать их мощность (нагрев)

к одному концу ноль, к другому-фаза. 2,5 это киловатты через 16 ый автомат пускай, если не исправно автомат отрубит

подключал последовательно, мерил токовыми клещами на проводе 20 ампер, что необходимо учитывать при подключении к слабой проводке.

Я включал два последовательно, все равно поплавились. Нужен обдув.

У меня с 1997 года работают последовательно.

Чем отличается Воздушный тэн от водяного, тэн сухой, тэн мокрый , водяной, гост на Тэны

Главные плюсы нагревателей воды с сухим тэном

Далее перечислим некоторые преимущества, которые имеют водонагреватели с сухим тэном.

Полное отсутствие накипи

В водонагревателях с погружным тэном с течением времени образуется накипь. Ее количество напрямую зависит от жесткости водопроводной воды. Известны случаи, когда из-за образовавшегося слоя накипи извлечение нагревательного элемента было трудновыполнимым заданием, так как он просто не проходил через отверстие фланца. В данном случае вредна не сама накипь, а результаты ее воздействия. В итоге происходит нарушение теплообмена между тэном и водой, что приводит к его поломке.

Быстрый подогрев воды

На нагрев воды до необходимой вам температуры нагревателю с обычным тэном понадобится больше времени. Да и энергии при этом он расходует гораздо больше. Как результат – большие переплаты за израсходованную энергию и длительное ожидание горячей воды.

Следующим недостатком нагревательных приборов с классическим тэном является включение их в сеть при отсутствии в них воды. В отличие от них водонагреватели с сухим тэном не боятся такого сухого старта. Дело в том, что все они оснащены специальными блоками термозащиты. Если же этот блок не сработает, произойдет повреждение лишь самого тэна, и не более.

Простота в обслуживании

Аппараты, имеющие в своей конструкции сухой тэн, имеют более простое обслуживание. Так, при неисправности элемента в такой системе не придется сливать воду из бака. Можно с легкостью достать тэн через фланцевое отверстие и затем поставить его также обратно. Профилактические обследования водонагревателей, имеющих сухой тэн, проводится гораздо реже по сравнению с погружными аналогами.

Отсутствие воздушных пробок

У «сухого» тэна по сравнению с «мокрым» меньшие размеры. Это дает возможность одновременно размещения в баке одновременно двух нагревательных элементов, что прямым образом отразится на быстроте нагрева воды.

Видео обзор — Нагреватель с сухим ТЭНом.

Таким образом, водонагреватель с сухим тэном обладает большим количеством преимуществ. Основным фактором, ограничивающим приобретение такого прибора, является ценовой. Но с течением времени происходит удешевление данного рода устройств, и уже сегодня можно найти модели лишь немного дороже нагревателей с погружным тэном. Тем более, что данный прибор приобретается не на один год, поэтому целесообразным будет покупка нагревателя с сухим тэном. Такое устройство является более надежным по сравнению с аналогами и прослужит вам долгие годы, радуя вас своей работой. Выбор и приобретение устройства всегда остается за вами.

Лучшие ответы

Если нержавейка не китайская, то его.

К тэну нужен магниевый анод…с ним прослужит долго любой …

При жесткой воде любой тэн долго не прослужит. На ТЭНе образуется накипь, он начинает перегреваться и быстро выходит из строя. В зависимости от энтенсивности использования срок его службы от 0,5 года до 1,5года. Как только УЗО сработает ( сейчас все электронагреватели идут с УЗО на шнуре), значить нужно разбирать бак, менять ТЭН с магниевым электродом. Магниевый электрод нужен для сохранения целостности бака от электрохемической корозии, обычно на старом ТЭНэ остается от него только металлический штырек. Конечно лучше выбирать фирменный ТЭН ( ТЭН с упаковкой производителя баков), потому, что они качественно сделаны и прослужат дольше. Китайские ТЭНы продаваемые без упаковки немного короче, следовательно спираль внутри меньше положенного, в результате будет греться сильнее и перегорит быстрее.

Проконсультируйтесь у сервисников: agrosad m /catalog/boyleri__vodonagrevateli Они подскажут.

Электрические ТЭНы, виды ТЭНов в зависимости от их назначения

ТЭНом называется трубчатый электрический нагревательный прибор, изготовленный в виде металлической, стеклянной или керамической трубки, внутри по центру которой расположен нагреватель, как правило, это нить или спираль из нихрома.

Пространство между нагревателем и трубкой заполнено электрическим изолятором достаточной теплопроводности, и обладающим высокими диэлектрическими свойствами, при этом устойчивым даже к очень высоким температурам.

Нихромовый нагреватель, в свою очередь, обладает таким сопротивлением, чтобы обеспечить необходимую тепловую мощность и соответствующую температуру на поверхности ТЭНа.

Первый патент (патент США № 25532) на ТЭН был выдан Джорджу Симпсону 20 сентября 1859 года.

Основные части ТЭНа:

2 — Нагревательный элемент;

3 — Изолирующий слой;

4 — Контактная группа.

Трубки из слабо подверженных коррозии металлов обычно используются для изготовления ТЭНов, предназначенных для нагрева не агрессивных сред. Именно металлические трубки ТЭНов можно чаще всего встретить в бытовых нагревательных приборах и в некоторых промышленных установках.

Стекло химически почти инертно, поэтому стеклянные трубки служат в ТЭНах промышленных установок, предназначенных для нагрева химически агрессивных сред. Также стеклянные трубки можно встретить в бытовых обогревателях и инфракрасных пушках для саун. Керамические трубки, либо трубки из благородных металлов, встречаются крайне редко, и считаются скорее исключением для особых случаев.

В зависимости от назначения ТЭНа, диаметр трубки может быть от 6 до 24 мм.

В качестве материала для нагревательного элемента ТЭНа часто используют сплавы металлов, обладающие высоким электрическим сопротивлением, таких как константан и нихром. В особых случаях применяют специальную керамику или иные специальные материалы.

Функция изоляционного слоя — предотвратить контакт спирали (или нити) с трубкой, при этом передать тепловую энергию на поверхность трубки максимально эффективно.

Для включения ТЭНа в электрическую цепь служит контактная группа, обычно это — проводящие клеммы, размещенные на изолирующих вставках. При этом конфигурация выводов бывает одноконцевой или двухконцевой. В первом случае контактные выводы расположены с одной стороны ТЭНа, во втором — выводы с двух сторон.

Отдельные группы ТЭНов оснащаются дополнительными элементами, например с 2000 года ТЭНы посудомоечных и стиральных машин обязательно имеют термопредохранитель, а ТЭНы бойлерных водонагревателей дополнены магниевым анодным стержнем для продления ресурса ТЭНа.

Какие же бывают ТЭНы в зависимости от их назначения?

ТЭНы для воздуха

Такие ТЭНы являются основой промышленных и бытовых калориферов, воздушных тепловых завес, конвекторов, сушильных камер. Они бывают как гладкими трубчатыми, так и оребренными и изогнутыми. Их температура может достигать 450°С.

Оребренные ТЭНы предназначены в основном именно для нагрева воздуха, движущегося или спокойного, однако могут применяться в редких случаях и для нагрева жидкостей. Конструктивно, оребренный ТЭН имеет двухконцевую трубку круглого сечения, к активной поверхности которой прилегают плотно ребра.

Ребра изготавливаются из гофрированной стальной ленты, которая навита по спирали на трубку. Толщина ленты приблизительно 0,3 мм, а ширина 10мм. Чтобы коэффициент теплового расширения был одинаков везде, используют ленту из углеродистой или нержавеющей стали.

Оребрение создает обширную площадь поверхности, в результате чего нагрузка на нагревательный элемент снижается до 2,5 раз по сравнению с исполнением ТЭНа без ребер. Длина такого ТЭНа — от 32 см до 1 метра, а форма может быть как прямой, так и U-образной.

Эти ТЭНы используются в бойлерах, автоклавах, в стиральных и посудомоечных машинах и т. д., где нагревают воду (жидкую среду) до 100°С. Если требуется решать более серьезные задачи, то применяют блоки ТЭНов, чтобы получить более высокую тепловую мощность.

В бытовых целях (например в водонагревателях) ТЭН оснащен обязательно терморегулятором, чтобы температура воды не превышала 80°С, это необходимо в числе прочего для сбережения электроэнергии. Для защиты от попадания влаги, торцы ТЭНов для воды надежно герметизируют, а контактные стержни окружают плотной изолирующей оболочкой из диэлектрика.

В горячеканальных системах и пресс-формах полезны, да и просто не заменимы, гибкие ТЭНы. Они удобны тем, что их можно изгибать, придавая любую форму, и нагрев поверхности будет равномерным. Контурный нагрев или обогрев горячеканальных систем невозможен без формируемых нагревателей. Гибкие ТЭНы выпускаются различных размеров, и удобно укладываются в канавки.

Особенно примечательны гибкие ТЭНы для теплых полов — греющие кабели. Отдельный класс гибких ТЭНов — саморегулирующийся кабель.

Ими комплектуются промышленные агрегаты. Компактные патронные ТЭНы применяются при переработке полимерных материалов, сопла литьевого пресса оснащаются патронными ТЭНами, упаковочные машины осуществляют склейку благодаря патронным ТЭНам.

Читайте также  Не запускается глубинный водяной насос что делать?

Область применения патронных ТЭНов весьма широка: литейное производство, обувная промышленность, изготовление лабораторной и медицинской техники, автомобильная и древесная отрасли и т. д. Крепление ТЭНов осуществляется при помощи планок и штуцеров.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Электрические ТЭНы — для чего служат и какие бывают

Практически любой электронагревательный прибор оснащен нагревательным элементом той или иной конструкции. Используя один и тот же принцип — превращение электрической энергии в тепловую за счет нагрева проводника, — элементы очень различаются по типу и конструкции. Конструкция эта зависит от поставленных задач, условий работы и необходимой мощности конкретного нагревателя. Наибольшее распространение получили так называемые ТЭНы — трубчатые термоэлектронагреватели, изобретенные в XIX веке и с тех пор мало изменившиеся.

Как устроен трубчатый электронагреватель

Конструктивно термонагреватель представляет собой спираль из проводника с высоким удельным сопротивлением, свитым в спираль. Спираль помещается в металлическую или керамическую трубку той или иной формы, а свободное пространство внутри трубки заполняется специальной теплопроводной массой.

Как устроен ТЭН электрический

Эта масса служит не только для передачи тепла от спирали к трубке, но для и защиты самой спирали от окружающей среды, а также для электроизоляции. В отличие от открытой конструкции, когда токопроводящий материал открыт, такое устройство обеспечивает удобную и безопасную эксплуатацию нагревателя.

В отличие от приборов открытого типа (справа) трубчатые термоэлектронагреватели удобнее и безопаснее

Кроме того, трубчатая конструкция позволяет работать нагревателю непосредственно в агрессивных и токопроводящих средах, к примеру в воде.

Виды ТЭНов

Нагревательные элементы можно разделить на два вида:

  • воздушные;
  • водяные.

Воздушные ТЭНы, как можно догадаться из названия, предназначены для работы на воздухе и используются для непосредственного нагрева либо самого воздуха, либо тех или иных предметов, находящихся в воздушной среде. Подобные электронагреватели можно встретить в обычных электроплитках, духовых шкафах, комнатных обогревателях.

Назначение второго вида — нагрев жидкости. Такие нагреватели работают в электрочайниках, электротитанах, масляных или водяных отопительных системах. Отличным примером водяного ТЭНа может служить обычный бытовой кипятильник.

Классический пример водяного ТЭНа — обычный бытовой кипятильник

Отличия одного вида от другого невелики, но они есть. Прежде всего, водяной нагреватель отличается большим соотношением мощности к габаритам. Иными словами, он имеет высокую мощность при малых габаритах и площади поверхности. Обусловлено это тем, что прибор работает в среде с высокой теплопроводностью. Это позволяет быстро нагреть большой объем жидкости при минимальных затратах электроэнергии (меньше тепла в единицу времени расходуется на нагрев окружающего воздуха). Недостатком такой конструкции является то, что водяной ТЭН не может работать без погружения в рабочую среду (жидкость) — он сразу перегреется и сгорит, поскольку воздух имеет гораздо меньшую теплопроводность, чем те же вода или масло.

Воздушные же нагреватели имеют довольно большую площадь поверхности для своей мощности и не нагреваются так сильно, хотя внешне могут ничем и не отличаться от жидкостных.

Внешне ТЭН электрический водяной (слева) может ничем не отличаться от воздушного

Конструктивные отличия электронагревателей трубчатого типа

В зависимости от поставленных задач, нагревательные элементы могут сильно отличаться по конструкции. Они имеют не только различные мощность, размеры и форму, но даже различаются по материалам и внешнему виду.

Основные конструктивные типы нагревательных элементов следующие:

  1. Гладкие.
  2. Оребренные.
  3. С терморегулировкой.
  4. Блочные.
  5. Патронные.
  6. Кольцевые.

Гладкие нагревательные элементы

Они являются, по сути, универсальными и получили самое широкое распространение. Вы можете увидеть их в чайниках, мультиварках, электродуховках, плитах электрокаминах. Приборы этого типа относительно просты по конструкции, имеют умеренную стоимость и достаточно хороший КПД.

Оребренные ТЭНы

Их можно отличить по ребрам, которыми оснащена трубка элемента. Благодаря этим ребрам площадь прибора увеличивается в разы, а значит, устройства имеют повышенную теплоотдачу. Такие нагреватели, обладая высокой мощностью, могут успешно работать на воздухе без перегрева и позволяют существенно уменьшить габариты всего нагревательного устройства с сохранением его высоких характеристик и производительности.

Оребренный трубчатый электронагреватель

Оребренные конструкции используются для умеренного, но быстрого нагрева воздуха. Их можно встретить в электрокаминах (в том числе и с принудительной вентиляцией). Они же используются для воздушных тепловых заслонов в магазинах, цехах, на складах. Есть оребренные ТЭНы и во всевозможных относительно низкотемпературных сушильных печах.

ТЭНы с терморегулировкой

Этот класс приборов оснащается встроенными терморегуляторами, которые не только защищают сам ТЭН от аварийного перегрева, но и позволяют автоматически поддерживать температуру окружающей среды. При превышении заданной температуры специальный биметаллический контакт просто отключает питание нагревательного элемента и ждет, пока последний не остынет. Наибольшее применение такие типы нагревателей получили в конструкциях для нагрева жидкости — автоматических бойлерах, котлах, системах электрического отопления. Большинство из них (но далеко не все) имеют водяную конструкцию.

Электронагреватель со встроенным терморегулятором

Блочные ТЭНы

По сути, такая конструкция представляет собой несколько нагревателей, соединенных в один блок. Других особенностей этот тип нагревателей не имеет. Такие блоки используются для уменьшения габаритов оборудования с одновременным увеличением отдаваемой мощности.

Электрические ТЭНы, собранные в блок, имеют высокую мощность и одновременно небольшие габариты, поскольку все нагреватели отлично охлаждаются

Патронные нагреватели

Основное отличие такого типа нагревателя от классического — он имеет выводы питания на одной стороне и выполнен в виде патрона (стержня), плотно вставляемого в тонкостенную гильзу. При этом гильза крепится в самом приборе, а уж затем в нее вставляется нагреватель. Преимущества такой конструкции очевидны — вы можете произвести замену испорченного ТЭНа без слива рабочего тела. К примеру, вы можете быстро и просто заменить нагреватель в бойлере или котле, не сливая воду из системы водоснабжения и отопления. Такой тип приборов не получил особого распространения в быту, но широко используется в промышленности.

Патронный трубчатый электронагреватель

Кольцевые ТЭНы

По сути, они являются гибридом воздушного и водяного ТЭНа. Устройства надеваются на нагреваемый объект (скажем, трубу) сверху и, казалось бы, работают на воздухе, но благодаря специальной конструкции тепло отдают в основном стенкам трубы. Такие нагреватели очень удобны в эксплуатации, эффективны и легко заменяются. Кроме того, гибкая их конструкция позволяет быстро подгонять нагреватель под диаметр нагреваемого тела.

Нагреватель кольцевого типа

Материал трубчатых электронагревателей

Для изготовления нагревателей трубчатого типа сегодня используются самые различные и современные материалы. Сама спираль, как и прежде, изготавливается из материалов с высоким электрическим сопротивлением (нихром, константан, вольфрам и пр.), а вот материал корпуса (теплопередающей трубки) может быть самым различным. Сегодня в вашем распоряжении есть три типа нагревателей:

  • металлические;
  • керамические;
  • комбинированные.

Алюминий. Он используется в относительно недорогих водяных нагревателях. Относительно недорогой материал, не боится коррозии, легко обрабатывается. Поскольку ТЭН работает в воде, низкая температура плавления алюминия не является существенной. Единственный недостаток таких нагревателей — их низкая механическая прочность и, как следствие, высокая взрывоопасность. Если вы, к примеру, включите бытовой кипятильник, изготовленный из алюминия, на воздухе, то он взорвется в прямом смысле слова. То же самое произойдет и при выкипании воды в том же электрочайнике.

Сплавы стали. Сталь намного прочнее алюминия и взорвать такой нагреватель гораздо сложнее. Но железо плохо обрабатывается и, самое главное, подвержено коррозии. Тем не менее в воздушных ТЭНах сплавы железа работают весьма успешно. Для водяных нагревателей обычное железо, конечно, не подходит. Исключение может составлять лишь нержавеющая сталь.

Сплавы меди. Медь — отличный теплопроводник и используется для изготовления ТЭНов достаточно широко. Ее используют чаще всего для изготовления воздушных оребренных устройств, хотя существуют и обычные трубчатые электронагреватели для воздуха и даже воды.

Керамика. Исключительно прочный материал, не боящийся коррозии. Использование керамики ограничивает лишь относительно высокая сложность и стоимость изготовления. Но несмотря на это, керамические приборы существуют и успешно используются в приборах высоких классов и надежности.

Комбинированные. Такие электрические нагреватели, как ясно из названия, выполняются из нескольких материалов, дополняющих друг друга по своим свойствам. К примеру, существуют воздушные ТЭНы, изготовленные из стали, но имеющие медное оребрение. Этим достигаются умеренная стоимость изделия, относительно небольшой его вес и отличные теплопроводящие характеристики. Еще один пример — водяные «керамические» нагреватели в стиральных машинах. Сама трубка в таких приборах выполнена из стали, но покрыта слоем керамики. Таким образом, вы имеете умеренный по цене прибор с высокими техническими и эксплуатационными характеристиками.