Оребрённые воздушные ТЭНы (ТЭНР) в Москве

Воздушные ТЭНы — что это и чем отличаются от водяных

Воздушный ТЭН, как понятно из названия, — это элемент нагрева газовой среды, в основном простого воздуха. При изготовлении воздушных ТЭНов используются те же принципы и технологии, что и для других трубчатых электронагревателей. Исключение — оребрённые ТЭНы (ТЭНР), где есть существенные нюансы конструкции. Отличительные особенности воздушных ТЭНов — электротехнические параметры, прежде всего удельная мощность: из-за плохой теплопроводности воздуха она ограничена 5–7 Вт/см² против 15 Вт/см² у водяных.

Это принципиальное ограничение: в плотной воде тепло быстро отводится от оболочки, поэтому ТЭН не перегревается даже при высокой плотности мощности. В воздухе тепло уходит медленно, и превышение допустимой удельной нагрузки приводит к перегреву оболочки и выходу нагревателя из строя. Решений два: снизить удельную мощность (сделать ТЭН длиннее) или увеличить площадь теплоотдачи — добавить оребрение.

Гладкий воздушный ТЭН (без оребрения)

Обычный воздушный ТЭН внешне практически не отличим от водяного или масляного. Он имеет все те же 10 стандартных форм: прямой, U-образный, Г-образный, лопатка, бабочка, скрепка, кольцо, спираль и крючок. Возможно установка штуцера для фиксации нагревателя в оборудовании. По заказу форма может быть нестандартной — под конкретную задачу.

Пример маркировки: ТЭН 215 А 12/3,5 К 220 R22 ф4 шМ18×1,5 — ТЭН воздушный формы 4 (М-образный), развёрнутая длина 215 см, заделка 40 мм, диаметр оболочки 12 мм, мощность 3,5 кВт, работа в газовой среде со скоростью потока 6 м/с и температурой на оболочке (нержавейка) до 450 °C, удельная мощность ~6,5 Вт/см², напряжение 220 В, радиус гиба 22 см, штуцер М18×1,5.

Гладкие воздушные ТЭНы применяются в печах, духовках, сушильных шкафах — там, где объём воздуха ограничен и не требуется высокоскоростного прогрева большого потока.

Оребрённый воздушный ТЭН (ТЭНР) — конструкция

Оребрённый ТЭН — изделие, разработанное для быстрого прогрева газовой массы больших объёмов. Ребристый ТЭНР обеспечивает высокую теплоотдачу за счёт большой площади соприкосновения газа с поверхностью нагревателя.

Эффект достигается добавлением к оболочке ТЭНа металлической ленты (нержавейка, алюминий, углеродистая сталь) и её фиксацией вокруг корпуса. В итоге ТЭН получает ленту, обмотанную спирально вокруг оболочки. Лента образует ряд ребер, через которые проходит воздушный поток. За счёт увеличения площади поверхности мощность одного нагревателя удаётся увеличить в 3–5 раз: вместо воздушного ТЭН 1 кВт можно использовать ТЭН воздушный 2–3 кВт с оребрением, при этом повышается скорость разогрева и уменьшается нагрузка на саму оболочку.

Пример маркировки оребрённого: ТЭНР 66 А 13/2,0 О 400 ф1 оребрение 580 — ТЭН оребрённый, длина 66 см, заделка 40 мм, диаметр оболочки из чёрной стали 13 мм, мощность 2 кВт, нагрев в среде с движущимся воздухом (скорость 6 м/с, t до 450 °C на оболочке), напряжение 400 В, форма 1 (прямой), длина оребрения 580 мм.

Оребрённые воздушные ТЭНы хорошо подходят для воздушных тоннелей, тепловых заграждений и оборудования, где требуется быстро нагреть большой объём воздушного потока.

Напряжение воздушных ТЭНов

Напряжение воздушных ТЭНов не отличается от других видов. Величина питающего напряжения закладывается в диапазоне от 12 до 600 В, но при низких напряжениях мощность нагревателя будет небольшой — это следствие закона Ома. Низкое напряжение + высокая мощность = большая сила тока, что требует большой токопропускной способности деталей нагревателя и управляющего оборудования.

Для мощных воздушных ТЭНов оптимальны напряжения 220 В, 230 В, 380 В, 400 В. В промышленных установках встречается 600 В (для экономии на сечении кабелей).

Мощность воздушных ТЭНов

Мощность воздушных трубчатых и оребрённых нагревателей зависит от условий использования. Все виды ТЭНов классифицируются в ГОСТ 13268-88. Чтобы использовать воздушный ТЭН на 5 кВт, потребуется значительно больший объём воздуха вокруг нагревателя, нежели для ТЭН 1 кВт — иначе нагреватель перегреется.

При изготовлении мощность закладывается от 100 Вт с шагом 50 Вт: 150, 200, 250, 300, 350 Вт и далее. При мощностях от 1 кВт есть смысл рассматривать шаг 100 Вт, поскольку разница в 50 Вт уже не играет роли на больших мощностях.

На практике у воздушных ТЭНов чаще всего используются мощности: 0,5 · 1 · 1,5 · 2 · 3 · 5 · 6 · 9 кВт.

Материал оболочки воздушных ТЭНов

Материал оболочки воздушных ТЭНов в подавляющем большинстве случаев — нержавеющая сталь (AISI 304, 430) или углеродистая «чёрная» сталь (С10). Нержавейка лучше переносит высокие температуры, чем чёрная сталь. При превышении 450 °C необходимо рассматривать более температуростойкие металлы — например, Incoloy 800/825 или Inconel 600/625, которые стабильны до 900–1000 °C.

Для пищевой и медицинской промышленности обязательно используется «пищевая нержавейка» марки 12Х18Н10Т или AISI 316L.

Крепление и токоподвод

Воздушные ТЭНы не нуждаются в герметизации места установки, но самый удобный способ фиксации остаётся неизменным — штуцер. Конструкция ТЭНа со штуцером надёжно зафиксирует нагреватель сложной формы. Размер и резьба штуцера зависят от диаметра оболочки ТЭНа.

Основные размеры дюймовой и метрической резьбы штуцеров:

• Дюймовая (трубная): G 1/2", G 3/4", G 1"
• Метрическая: М24, М26, М28, М22×1,5, М18×1,5, М16×1,5, М14×1,5

При изготовлении воздушных ТЭНов формы 1 (прямые) — например, ТЭН 100 А 13/1,0 Т 220 ф1 — штуцер обычно не требуется: прямая форма позволяет надёжно зафиксировать ТЭН другими способами (прижимом во фланце, шпильками корпуса, приваренными кронштейнами).

Для подвода напряжения к ТЭНу принято использовать резьбовые шпильки М4–М6, диаметр которых также может быть ограничен диаметром оболочки ТЭНа. При необходимости устанавливаются дополнительные элементы:

• Провода с герметизацией места подключения;
• «Автомобильные» быстросъёмные концевики;
• «Флажок» — плоский контакт, как в маркировке ТЭН 57 А8/0,5 j 220 R10 ф4 шМ14×1,5 флажок М4.

Заказ оребрённого ТЭНа в Москве

Чтобы заказать воздушный или оребрённый ТЭН, потребуется определиться с параметрами:

• Форма нагревателя — одна из 10 стандартных или по чертежу;
• Развёрнутая длина и диаметр оболочки;
• Мощность и напряжение;
• Материал оболочки и оребрения;
• Параметры оребрения — длина, шаг, высота рёбер (если оребрённый);
• Скорость потока воздуха в месте установки — влияет на максимальную удельную мощность;
• Тип штуцера и способ крепления.

Для консультации и подбора обратитесь по контактам, указанным на сайте. Специалисты помогут определиться с заказом или подобрать ТЭН со склада. Изготовление в Москве — от 3 дней, от 1 штуки. Доставка в пределах МКАД — 1 день, в регионы — «Деловые линии» (3–5 дней). Гарантия 1 год. Сертификация по ГОСТ 13268-88.

Оребрённый ТЭН (ТЭНР) — трубчатый нагреватель с поперечными металлическими рёбрами, надетыми на несущую трубку с натягом или приваренными к ней. Рёбра увеличивают площадь теплоотдающей поверхности в 10–15 раз по сравнению с гладкой трубкой того же диаметра и длины.

Гладкий воздушный ТЭН (без рёбер) применяется там, где требуется минимальное гидравлическое сопротивление или нагрев загрязнённого воздуха с пылью — рёбра в таких условиях забиваются. Оребрённый ТЭНР эффективнее в чистых и фильтрованных потоках: вентиляция, калориферы, сушка.

Конструкция аналогична водяному ТЭН: нихромовая спираль в MgO-наполнителе внутри трубки. Отличие — удельная мощность ограничена 1,5–2,5 Вт/см² для воздушной среды (у жидкостных допускается до 8 Вт/см²), так как воздух отводит тепло значительно хуже.