Конструкция тэна: Электрические ТЭНы: устройство, выбор, монтаж

ТЭН

ТЭН – трубчатый электрический нагревательный элемент, который изготавливается из металла, стекла или же керамики. Внутри полой трубки располагается нагреватель – нихромовая спираль или нить. Промежуток между нитью и стенками трубки заполняется изолятором, который должен быть теплопроводным, обладать высокими диэлектрическими характеристиками и устойчивостью к повышению температурного режима. Спираль из нихрома обязательно должна иметь такой показатель сопротивления, который способен дать тепло необходимой мощности, чтобы ТЭН достиг нужной температуры.

Впервые патент на производство ТЭНов был получен Джорджом Симпсоном в 1959 году.

Любой ТЭН состоит из трубки, нихромовой спирали или нити, изоляции и контактной группы. Все перечисленные элементы являются основными комплектующими любого трубчатого электрического нагревательного элемента. 

Металлические ТЭНы

как правило применяются в нагреве не агрессивных сред (трубки изготавливаются из защищенных от коррозии металлов). Обнаружить данные изделия можно практически в каждом бытовом приборе для нагрева, реже в установках промышленного назначения.

Стекло, как известно, отличается инертностью, что позволяет использовать стеклянные ТЭНы в промышленном оборудовании, которое служит для нагрева сред с высокой степенью химической агрессивности. ТЭН со стеклянной трубкой также используется в обогревателях бытового назначения и в ИК-пушках.

Керамические ТЭНы – очень редкое явление, которое в большей степени является исключением для специфических ситуаций.

Размеры трубки напрямую зависят от того, для какой цели они предназначены. В целом, диаметр трубок варьируется в диапазоне 6-24 мм. Иногда нить или спираль изготавливается из константана, который своими свойствами схож с нихромом.

Изоляционный слой выполняет очень важную роль в устройстве ТЭНа – предотвращение возникновения контакта между нитью нагрева и стенками трубками. При этом необходимо максимально полно передать все тепло на поверхность ТЭНа.

Контактная группа обеспечивает подключение ТЭНа к электросети. Как правило данный элемент конструкции представлен проводящими клеммами, которые располагаются на вставках изоляции. Выводы могут быть как одноконцевыми, так и двухконцевыми. При одноконцевой конфигурации ввод располагается с одной стороны ТЭНов, в при двухконцевой, соответственно, с обоих сторон.

Существуют такие категории ТЭНов, которые обязательным образом должны иметь дополнительные элементы. Например, ТЭН, который используется в посудомоечной или же стиральной машине, оснащается термопредохранителем. Магниевый анодный стержень

входит в конструкцию нагревательных элементов для водонагревателей.

Виды ТЭНов, исходя из их предназначения:

• для нагрева воздуха
  

Такие ТЭНы входят в калориферы (бытового и промышленного применения), в тепловые завесы, в конструкцию сушильных камер и конвекторов. Внешне могут быть гладкими, ребристыми или изогнутыми. Максимальная температура нагрева данного типа ТЭНов — 450⁰С. Нагрев воздуха является основным предназначением оребренных ТЭНов. Также они могут использоваться и в нагреве жидкостей. В конструкцию ТЭНов с ребристой поверхностью входит двуконцевая трубка с сечением круглой формы, на которой монтируются ребра. Материалом изготовления данных «ребер» является гофрированная лента из стали (толщина – 0,3 мм, ширина – 10 мм), наложенная спиральным образом на трубку. При помощи оребрения расширяется площадь поверхности, следовательно, происходит существенное снижение нагрузки (2,5 раза). По форме данный тип ТЭНа бывает прямым и изогнутым (U-образный), длина варьируется в диапазоне 32 – 100 см.

• для нагрева жидкости
  

Сферой применения являются такие устройства, как бойлеры, автоклавы, стиральные машины, посудомоечные машины и т.п. То есть, то оборудование, которое нагревает жидкость до температуры кипения.   Данный тип ТЭНов, которые используются в бытовых приборах, оснащается терморегулятором, препятствующим нагреву воды свыше 80⁰С. Также необходимо наличие плотной герметизации от попадания влаги, а также хорошая диэлектрическая изоляция контактных стержней.

• гибкие
  

ТЭНы гибкого типа не имеют замены в горячеканальных системах, а также в пресс-формах. Главная положительная характеристкика – удобство за счет возможности изгиба и придания ТЭНу любой формы. То есть, изгибая трубку до нужного состояния, проще добиться равномерного нагрева.  Бывают различных размеров, а укладка осуществляется в канавках. Греющий кабель для теплого пола – это также гибкий ТЭН. Кроме того, к данному типу относятся саморегулирующиеся кабели.

• патронный ТЭН
  

Предназначены для агрегатов, которые используются в литейной промышленности, обувном производстве, выпуске медицинских аппаратов, в автомобильной, древесной и других отраслях. Крепятся ТЭНы с помощью планок и штуцеров.

Выбор ТЭНа на замену — очень ответственное дело, к которому нужно подходить с особым вниманием и с определенными знаниями. Приобретать трубчатый нагревательный элемент лучше всего в специализированных магазинах электротехники. Торговая сеть «Планета Электрика» имеет в своем ассортимент огромное число

климатического оборудования, которое включает в себя ТЭНы. В торгово-выставочных залах «Планета Электрика» Вы найдете для себя необходимое изделие, а наши высококвалифицированные специалисты подберут модель ТЭНа, исходя из ваших потребностей и возможностей. В случае, если нужного товара не оказалось в ТВЗ «Планета Электрика» вашего города, Вы можете совершить заказ на нашем сайте. 

Устройство и схемы подключения ТЭН

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Трубчатые электрические нагреватели (ТЭН) предназначены для преобразования электрической энергии в тепловую. Они применяются в качестве основы в нагревательных устройствах (приборах) промышленного и бытового назначения, осуществляющих нагрев различных сред путем конвекции, теплопроводности или излучения. Трубчатые нагреватели можно размещать непосредственно в нагреваемой среде, поэтому сфера их применения достаточно разнообразна: от утюгов и чайников до печей и реакторов.

1. Устройство ТЭН.

ТЭН представляет собой электрический нагревательный элемент, выполненный из тонкостенной металлической трубки (оболочки), материалом для которой служит медь, латунь, нержавеющая и углеродистая сталь. Внутри трубки расположена спираль из нихромовой проволоки, обладающая большим удельным электрическим сопротивлением. Концы спирали соединены с металлическими выводами, которыми нагреватель подключается к питающему напряжению.

От стенок трубки спираль изолирована спрессованным электроизоляционным наполнителем, который служит для отвода тепловой энергии от спирали и надежно фиксирует ее в центре трубки по всей длине.

В качестве наполнителя используется плавленая окись магния, корунд или кварцевый песок. Для защиты наполнителя от проникновения влаги из окружающей среды торцы ТЭНа герметизируют термовлагостойким лаком.

Выводы нагревателя изолированы от стенок трубки и жестко зафиксированы керамическими изоляторами. Питающие провода подключаются к резьбовым концам выводов при помощи гаек и шайб.

Работает ТЭН следующим образом: при прохождении электрического тока по спирали она, нагреваясь, нагревает наполнитель и стенки трубки, через которые тепло излучается в окружающую среду.

При нагреве газообразных сред для увеличения теплоотдачи от ТЭНов применяют их оребрение, выполненное из материала с хорошей теплопроводностью. Как правило, для оребрения используют стальную гофрированную ленту, навитую по спирали на внешнюю оболочку ТЭНа.

Применение такого конструктивного решения способствует уменьшению габаритных размеров и токовой нагрузке нагревателя.

2.

Схемы включения ТЭН в однофазную сеть.

Трубчатые электронагреватели рассчитаны на конкретное значение мощности и напряжения, поэтому для обеспечения номинального режима работы их подключают к питающей сети с соответствующим напряжением. Согласно ГОСТ 13268-88 нагреватели изготавливаются на номинальные напряжения: 12, 24, 36, 42, 48, 60, 127, 220, 380 В, однако наибольшее применение нашли ТЭНы рассчитанные на напряжение 127, 220 и 380 В.

Рассмотрим возможные варианты включения ТЭН в однофазную сеть.

2.1. Включение в розетку.

ТЭНы мощностью не более 1кВт (1000 Вт) можно смело включать в розетку через обычную штепсельную вилку, так как такой мощностью обладает основная масса электрических чайников и кипятильников, которыми мы разогреваем воду.

Через обычную вилку можно включить параллельно два ТЭН, но у обоих нагревателей мощность должна быть не более 1 кВт (1000 Вт), так как при параллельном соединении их общая мощность увеличивается до 2 кВт (2000 Вт).

Таким образом, можно включить несколько нагревателей, но их общая мощность должна составлять не более 2 кВт, а для включения в розетку необходимо использовать более мощную вилку.

Бывает ситуация, когда дома завалялись несколько нагревателей, рассчитанных на рабочее напряжение 127 В, выкинуть их рука не поднимается, а в домашнюю сеть не включишь. В этом случае нагреватели включаются последовательно, что дает возможность подавать на них повышенное напряжение. При последовательном соединении двух нагревателей с напряжением 127 В их мощность остается прежней, а общее сопротивление увеличивается в два раза. Например, при включении двух нагревателей мощностью по 500 Вт их общая мощность составит 1000 Вт.

Однако в этой схеме есть один недостаток: если выйдет из строя любой из ТЭН, то работать не будут оба, так как разорвется электрическая цепь и прекратится подача питания.

Также надо помнить, что при последовательном соединении двух нагревателей с рабочим напряжением 220 В их общая мощность уменьшается в два раза, так как из-за увеличения общего сопротивления каждый нагреватель будет получать около 110 В вместо положенных 220 В.

2.2. Включение через автоматический выключатель.

Будет на много удобнее, если на ТЭНы подавать напряжение с помощью автоматического выключателя. Для этого необходимо в домовом щитке предусмотреть автомат, или же автомат установить непосредственно рядом с нагревательным устройством. Подача и отключение напряжения будет осуществляться включением/выключением автоматического выключателя.

Следующий вариант включения нагревателей осуществляется двухполюсным выключателем, что является наиболее предпочтительным, так как в этом случае фаза и ноль разрываются одновременно и ТЭН полностью отключается от общей схемы. Напряжение подается на верхние клеммы выключателя, а к нижним подключается нагреватель.

Если электрический нагреватель используется для нагрева воды и в доме проведено заземление, то для защиты от поражения электрическим током в случае пробоя изоляции нагревателя есть смысл установить УЗО или дифавтомат.

В этом случае заземляющий проводник соединяют с корпусом ТЭНа или подключают на специальный винт, закрепленный на корпусе емкости. Рядом с таким винтом изображают знак заземления. Рассмотрим схему с дифавтоматом:

Защита с дифавтоматом работает следующим образом: при пробое изоляции нагревателя на его корпусе появляется фаза, которая используя наименьшее сопротивление «пойдет» по заземляющему проводнику РЕ и создаст ток утечки. Если этот ток превысит уставку, то дифавтомат сработает и отключит подачу напряжения. Если в цепи произойдет короткое замыкание, то и в этом случае сработает дифавтомат и обесточит ТЭН.

При использовании УЗО между ним и нагревателем необходимо установить дополнительный однополюсный автомат, который в случае короткого замыкания отключит подачу напряжения на нагреватель и защитит УЗО от тока короткого замыкания. В случае пробоя изоляции УЗО отключит подачу напряжения.

2.3. Работа ТЭН в схемах регулирования температуры.

В схемах автоматического регулирования температуры питающее напряжение на электрические нагреватели подается через контакты пускателей, контакторов или термореле. В совокупности связка «нагреватель – термореле» или «нагреватель – термореле – контактор» представляет собой самый простой регулятор температуры, который может использоваться для поддержания температурного режима в помещениях или жидких средах. Контактор применяют в схеме для размножения контактов и для коммутации мощной нагрузки, на которую не рассчитаны контакты термореле.

Термореле может работать в режимах «Нагрев» или «Охлаждение», которые выбираются переключателем, расположенном на лицевой стороне реле. Работу ТЭН рассмотрим в режиме «Нагрев», так как именно этот режим используется наиболее часто.

Рассмотрим схему «нагреватель — термореле».

Питающее напряжение 220 В подается на входные клеммы двухполюсного автоматического выключателя. С выхода автомата напряжение поступает на клеммы питания термореле А1 и А2. Ноль соединяется с клеммой термореле А2 и левым выводом нагревателя.

Фаза соединяется с клеммой термореле А1 и перемычкой перебрасывается на левый вывод контакта К1 и постоянно присутствует на нем. Правый вывод контакта К1 соединен с правым выводом нагревателя. Датчик температуры подключается к клеммам Т1 и Т2.

В исходном состоянии, когда температура окружающей среды выше заданного значения, контакт реле К1 разомкнут и напряжение на ТЭН не поступает. Как только температура опустится ниже заданного значения, от датчика придет сигнал и реле даст команду на замыкание контакта К1. В этот момент фаза через замкнутый контакт К1 поступит на правый вывод нагревателя и нагреватель начнет нагреваться. При достижении заданной температуры от датчика опять придет сигнал и реле разомкнет контакт К1 и обесточит нагреватель.

Рассмотрим схему «нагреватель – термореле — контактор».

Питающее напряжение 220 В подается на входные клеммы двухполюсного автоматического выключателя. С выхода автомата напряжение поступает на клеммы питания термореле А1 и А2. Ноль соединяется с клеммой термореле А2, выводом А2 катушки контактора и нижним выводом нагревателя.

Фаза подается на клемму термореле А1 и перемычкой перебрасывается на левый вывод контакта К1, нижний силовой вывод контактора и постоянно присутствует на этих выводах. Правый вывод контакта К1 соединен с выводом А1 катушки контактора. Верхний силовой вывод контактора соединен с верхним выводом нагревателя. Датчик температуры подключается к клеммам Т1 и Т2.

В исходном состоянии, когда температура окружающей среды выше заданного значения, контакт реле К1 разомкнут и на ТЭН напряжение не поступает. При опускании температуры ниже заданного значения от датчика приходит сигнал и реле замыкает контакт К1, по которому фаза поступает на вывод А1 катушки контактора.

При появлении фазы на выводе А1 катушки срабатывает контактор, его силовые контакты замыкаются и фаза попадает на верхний вывод нагревателя и он начинает нагреваться. При достижении заданной температуры от датчика опять придет сигнал, реле разомкнет контакт К1 и обесточит контактор, который в свою очередь обесточит нагреватель.

Если возникли вопросы по контакторам, то Вы можете познакомиться с их устройством и работой, а также рассмотреть схемы подключения контакторов.

Вы также можете посмотреть ролик о нагревателях, где рассказывается и показывается работа каждой схемы.

На этом пока закончим, а во второй части рассмотрим схемы подключения ТЭН к трехфазной сети.
Удачи!

Проектирование нагревательных элементов

Ad· jlcelectromet.com/heating-alloys

Специальные никелевые сплавы мирового класса для нагревательных элементов

JLC Electromet Pvt. Ltd. является одним из ведущих мировых производителей из специальных сплавов на основе никеля в формах проволоки, прутка, полосы и ленты . Сертифицированный по стандарту ISO:9001 производитель никелевого сплава в Индии , который является вертикально интегрированным и поставка в более чем 50 стран . Никель-хромовые, медно-никелевые и другие сплавы для Нагрева и сопротивления .

E: [email protected]
Тел.: +91 (141) 233 1215

Нажмите здесь, чтобы узнать о ваших требованиях к любому типу никелевых сплавов

---

Первым шагом в разработке нагревательного элемента является точное понимание того, как он будет использоваться и для каких целей. Где и как будет использоваться нагревательный элемент? Это первое, что нужно учитывать, когда вы думаете о том, какой нагревательный элемент вам нужен. Некоторые повседневные примеры использования нагревательного элемента:

1. Простой змеевик, как в конвектомате
2. Два змеевика в керамической плите
3. Два змеевика в обычном обогревателе с отражателями, чтобы «излучать» свое тепло в комнату
4. Ленточные элементы в фен с вентилятором для отвода тепла вперед
5. Обогрев заднего окна автомобиля представляет собой ленточный нагревательный элемент, прикрепленный к закаленному стеклу.

Конструктивные особенности последнего типа включают в себя обеспечение того, чтобы элемент не закрывал обзор водителю, постоянно прилипал к стеклу, не повреждал стекло при нагревании, имел достаточную мощность для относительно быстрого таяния инея и снега. , и может питаться от аккумулятора автомобиля или от электросети.

Все это делает нагревательные элементы очень простыми и понятными, но на самом деле существует множество различных факторов, которые инженеры-электрики должны учитывать при проектировании нагревательных элементов. Существует примерно от 20 до 30 различных факторов и параметров, которые влияют на производительность и использование типичного нагревательного элемента, включая такие очевидные вещи, как напряжение и ток, длина и диаметр нагревательного элемента, тип используемого материала и рабочая температура. нагревательного элемента. Есть также много конкретных факторов, которые необходимо учитывать для каждого типа нагревательного элемента в зависимости от их использования и применения. Например, для спирального элемента, изготовленного из круглой проволоки из металлического сплава, диаметр проволоки из металлического сплава и форма витков, включая ее диаметр, длину, шаг, растяжение и т. д., являются одними из многих факторов, которые критически влияют на производительность нагревательного элемента. При использовании ленточного нагревательного элемента при проектировании нагревательного элемента необходимо учитывать толщину и ширину лент, площадь поверхности и вес.

И это только часть истории проектирования нагревательных элементов, потому что нагревательный элемент не работает изолированно. Инженеры-электрики должны учитывать, как он будет вписываться в более крупный прибор и как он будет вести себя во время использования или при использовании или неправильном использовании по-разному. Как, например, нагревательный элемент будет поддерживаться внутри прибора с помощью изоляторов? Насколько большими и толстыми они должны быть, и повлияет ли это на размер изготавливаемого прибора? Например, подумайте о различных типах нагревательных элементов, которые вам понадобятся в паяльнике, размером с ручку и большом конвекторе. Если у вас есть элемент, «задрапированный» между опорными изоляторами, что произойдет с ним, когда он нагреется? Будет ли он слишком сильно провисать и вызовет ли это проблемы? Вам нужно больше изоляторов, чтобы предотвратить это, или вам нужно изменить материал или размеры элемента? Если вы проектируете что-то вроде электрического камина с несколькими нагревательными элементами, расположенными близко друг к другу, что произойдет, если их использовать по отдельности или в комбинации? Если вы проектируете нагревательный элемент, который обдувается воздухом, в чем-то вроде конвектора или фена, можете ли вы создать достаточный поток воздуха, чтобы предотвратить перегрев элемента и резко сократить срок его службы? Все эти факторы должны быть сбалансированы друг с другом, чтобы продукт был эффективным, экономичным, долговечным и безопасным.

Нагревательный элемент должен иметь высокое или низкое сопротивление?

---

Вы можете подумать, что нагревательный элемент должен иметь очень высокое сопротивление, ведь именно сопротивление позволяет материалу генерировать тепло. Но на самом деле это не так. Тепло генерируется током, протекающим через элемент, а не величиной сопротивления, которое он ощущает. Получение максимального тока, протекающего через нагревательный элемент, гораздо важнее, чем прохождение этого тока через большое сопротивление. Это может показаться запутанным и нелогичным, но довольно легко понять, почему это верно (и должно быть) как интуитивно, так и математически.

Для работы в качестве нагревательного элемента лента или проволока должны противостоять потоку электричества. Это сопротивление преобразует электрическую энергию в тепло, которое связано с удельным электрическим сопротивлением металла и определяется как сопротивление единицы длины единицы площади поперечного сечения. Линейное сопротивление отрезка ленты или провода можно рассчитать по его удельному электрическому сопротивлению. В качестве нагревательного элемента лента имеет большую площадь поверхности и, следовательно, более эффективное излучение тепла в предпочтительном направлении, что делает ее идеальной для многих промышленных применений, таких как ленточные нагреватели литьевых форм.

Интуитивно

Предположим, вы сделали сопротивление вашего нагревательного элемента настолько большим, насколько это возможно, фактически бесконечно большим. Тогда закон Ома (напряжение = ток × сопротивление или V = IR) говорит нам, что ток, протекающий через ваш элемент, должен быть бесконечно мал, ir. Если I = V/R, I приближается к нулю, когда R приближается к бесконечности. У вас будет колоссальное сопротивление, нет тока и, следовательно, не будет выделяться тепло. Хорошо, а что, если мы дойдем до противоположной крайности и сделаем сопротивление бесконечно малым. Тогда у нас была бы другая проблема. Хотя ток I может быть огромным, R будет практически нулевым, поэтому ток будет проноситься через элемент, как экспресс, даже не останавливаясь, не производя тепла.

Таким образом, в нагревательном элементе нам нужен баланс между двумя крайностями: достаточное сопротивление для производства тепла, но не слишком сильное снижение тока. Никель-хромовый сплав – отличный выбор. Сопротивление нихромовой проволоки примерно в 100 раз выше, чем у проволоки того же размера из меди, которая является отличным проводником, но только в четверть меньше, чем у графитовой проволоки того же размера, которая является довольно хорошим проводником и, возможно, только в миллион триллионных раз меньше, чем у действительно хорошего изолятора, такого как стекло. Цифры говорят сами за себя: нихром — средний проводник с умеренным сопротивлением, а не изолятор!

Математически

Точно такой же вывод можно сделать и с математикой. Мощность, производимая или потребляемая потоком электричества, равна напряжению, умноженному на силу тока (ватты = вольты × амперы или P = VI). Мы также знаем из закона Ома, что V = IR. Исключите V из этих уравнений, и мы найдем, что мощность, рассеиваемая в нашем элементе, равна I2R. Другими словами, теплота пропорциональна сопротивлению, но также пропорциональна квадрату силы тока. Таким образом, ток оказывает гораздо большее влияние на выделяемое тепло, чем сопротивление. Удвойте сопротивление, и вы удвоите мощность (отлично!), но удвойте ток, и вы удвоите мощность (фантастика!). Так что ток — вот что действительно важно. Нетрудно подсчитать, что сопротивление нити накала в типичной лампе накаливания составляет несколько сотен Ом.

Резистивный нагрев?

Мы часто называем электрический нагрев — то, что делают нагревательные элементы — «джоулевым нагревом» или «резистивным нагревом», как будто сопротивление — единственный фактор, который имеет значение. Но на самом деле, как я объяснял выше, есть десятки взаимосвязанных факторов, которые необходимо учитывать при проектировании нагревательного элемента, эффективно работающего в конкретном приборе. Сопротивление не всегда является тем, что вы контролируете и определяете: оно часто определяется для вас выбором материала, размерами нагревательного элемента и так далее.

Важной характеристикой этих сплавов с электросопротивлением является их устойчивость к нагреву и коррозии, что обусловлено образованием оксидных поверхностных слоев, которые замедляют дальнейшую реакцию с кислородом воздуха. При выборе рабочей температуры сплава необходимо учитывать материал и атмосферу, с которыми он контактирует. Поскольку существует так много типов приложений, в игру вступают переменные в конструкции элементов и различные условия эксплуатации для конструкции элементов.

Причины выхода из строя нагревательных элементов

---

Основные причины выхода из строя нагревательных элементов приведены ниже:

1. Образование горячих точек:

Горячие точки – это точки в нагревательном элементе, которые образуются при более высокой температуре. . Одной из причин образования горячей точки в нагревательном элементе является высокая скорость локального окисления, которая может уменьшить поперечное сечение элемента, тем самым увеличивая сопротивление в этой точке и локально выделяя больше тепла и вызывая разрушение элемента.

Другими причинами являются неправильный материал предохранителя, что может привести к провисанию и накручиванию материала.

2. Загрязнение и коррозия:

Газы контролируемой атмосферы, преобладающие в печи отжига, или пары флюса, используемого в печах для пайки, или масляные пары, образующиеся при термической обработке компонентов, загрязненных смазкой, загрязняют элементы и вызывают сухую коррозию.

Статья любезно предоставлена ​​«Объясните, что материал»

Чтобы работать в качестве нагревательного элемента, лента или проволока из никелевого сплава должны противостоять потоку электричества. Это сопротивление преобразует электрическую энергию в тепло, что связано с удельным электрическим сопротивлением металлического сплава, такого как нихром, кантал или мельхиор.

---

Объявление· jlcelectromet.com/heating-alloys

Специальные никелевые сплавы мирового класса для нагревательных элементов

JLC Electromet Pvt. Ltd. является одним из ведущих мировых производителей из специальных сплавов на основе никеля в формах проволоки, прутка, полосы и ленты . Сертифицированный по стандарту ISO:9001 производитель никелевого сплава в Индии , который является вертикально интегрированным и поставляет продукцию в более чем 50 стран . Никель-хромовые, медно-никелевые и другие сплавы для Нагрева и сопротивления .

E: [email protected]
Тел.: +91 (141) 233 1215

Ad·

Для получения дополнительной информации посетите JLC Electromet Pvt. Ltd. — ведущий мировой производитель никелевых сплавов или свяжитесь с ними через форму ниже:

5 Особенности конструкции нагревательных элементов

При выборе нагревательного элемента главное внимание следует уделить эффективности элемента. Эффективность нагревательного элемента могут определять различные факторы, но ими легко пренебречь. В этом посте будут рассмотрены ключевые конструктивные факторы, влияющие на эффективность нагревательных элементов, и они будут взвешены при принятии решения о покупке.

1. Электрическое сопротивление

Нагревательные элементы работают, когда лента или проволока сопротивляются потоку электричества, в результате чего происходит переход электрической энергии в тепловую. Мы измеряем электрическое сопротивление металла «единицей длины единицы площади поперечного сечения».

Мы также можем рассчитать линейное сопротивление ленты или провода по их электрической (поперечной) реактивности. Сопротивление можно рассчитать с помощью следующих коэффициентов: 

ρ = удельное электрическое сопротивление (мкОм·см)

R = сопротивление элемента при 20 °C (Ом)

d = диаметр провода (мм)

t = толщина ленты (мм)

b = ширина ленты (мм)

l = длина ленты или проволоки (м)

a = площадь поперечного сечения ленты или проволоки (мм²)

Большинство металлов сохраняют одинаковое сопротивление независимо от температуры, но бывают случаи, когда изменения температуры приводят к изменению сопротивления. В таких случаях разработчики нагревательного элемента должны найти сопротивление элемента при комнатной температуре. Чтобы получить это измерение, конструкторы должны будут разделить сопротивление при рабочих температурах на следующий коэффициент сопротивления:

F = Коэффициент термостойкости

Rt = Сопротивление элемента при рабочей температуре (Ом)

R = Сопротивление элемента при 20°C (Ом)

1. Нагрузка на площадь поверхности

Дизайнеры могут создавать нагревательные элементы различных размеров, чтобы обеспечить желаемую мощность или удельную мощность на единицу площади. Однако это может привести к тому, что нагрузка на поверхность нагревательного элемента станет слишком высокой, что приведет к перегреву и выходу из строя, если теплопередача будет слишком медленной.

Конструкторы должны создать нагревательный элемент, достаточно низкий, чтобы механизм теплопередачи работал достаточно быстро и предотвращал преждевременный выход из строя. Идеальная настройка для нагревательных элементов зависит от типа нагревателя и промышленного применения, для которого он используется.

1. Дизайнерский конверт

Оболочка нагревательных элементов просто относится к их размерам. Они включают в себя его общий размер, длину, диаметр, а также длину вывода. Конечно, эти факторы имеют решающее значение, поскольку они влияют на конструктивные ограничения нагревательного элемента. Например, конкретные размеры могут определять максимальную удельную мощность и рабочую температуру для данного нагревательного элемента.

Кроме того, для некоторых обогревателей и систем отопления больше подходят специальные оболочки. Это делает расчетную оболочку важным фактором в конструкции нагревательного элемента.

1. Завершения

Заделки можно считать фундаментальным фактором для нагревательных элементов, но мы уделим им дополнительное внимание. Они важны, потому что они влияют на долговечность нагревательного элемента, в лучшую или худшую сторону, в зависимости от того, где они расположены.

В идеале большая часть нагревательного элемента должна находиться в тесном контакте с выводом. Это максимизирует теплопередачу и предотвращает потери энергии. Конечно, в определенных условиях может потребоваться специальная настройка и защита от опасностей, таких как химическая коррозия или окисление.

1. Стили лидов и рассмотрение

Определение типа электрических проводов и методов выхода/заделки так же важно, как и тщательный выбор типа нагревательного элемента. В промышленном отоплении провода максимизируют передачу энергии, преобразованной в тепло.

Требования к электрическим проводам нагревательных элементов

• Требуемая стойкость к истиранию
• Температура свинцовой зоны
• Гибкость поводка
• Стоимость свинца
• Возможные загрязнения вблизи свинца

Чем лучше ваши выводы будут соответствовать самым высоким стандартам во всех этих категориях, тем эффективнее они будут обеспечивать максимальную теплопередачу.