Нагревательный элемент тэн. ТЭНы: виды, устройство и применение трубчатых электронагревателей

Что такое ТЭН и как он работает. Какие бывают виды электрических нагревательных элементов. Где применяются ТЭНы в быту и промышленности. Как устроен трубчатый электронагреватель.

Что такое ТЭН и принцип его работы

ТЭН (трубчатый электронагреватель) — это устройство для преобразования электрической энергии в тепловую. Принцип работы ТЭНа основан на явлении теплового действия электрического тока. При прохождении электрического тока через нагревательный элемент, он нагревается и передает тепло окружающей среде (воде, воздуху, масляной жидкости).

Основные компоненты ТЭНа:

• Металлическая оболочка (трубка)
• Нагревательная спираль внутри трубки
• Наполнитель (электроизоляционный материал)
• Контактные стержни для подключения

Нагревательная спираль изготавливается из материалов с высоким электрическим сопротивлением, чаще всего используется нихром. При прохождении тока спираль нагревается, тепло передается через наполнитель к металлической оболочке, а от нее — в окружающую среду.

Виды электрических нагревательных элементов

Электрические нагреватели подразделяются на два основных типа:

1. Открытые нагревательные элементы

Это спирали, которые непосредственно контактируют с окружающей средой. Они применяются в основном для нагрева воздуха. Примеры устройств с открытыми нагревателями:

• Тепловентиляторы
• Инфракрасные обогреватели
• Электрокамины

2. Закрытые нагревательные элементы (ТЭНы)

Нагревательный элемент помещен в герметичную оболочку. ТЭНы бывают:

• Трубчатые — классическая цилиндрическая форма
• Плоские — для более эффективного нагрева поверхностей
• Кольцевые — для нагрева емкостей круглой формы
• Патронные — компактные ТЭНы для точечного нагрева

Области применения ТЭНов

ТЭНы нашли широкое применение как в бытовой технике, так и в промышленном оборудовании:

Бытовое применение:

• Электрические чайники и самовары
• Стиральные и посудомоечные машины
• Электрические водонагреватели (бойлеры)
• Электрические плиты и духовки
• Утюги и отпариватели

Промышленное применение:

• Системы отопления и вентиляции
• Нагрев жидкостей и газов в технологических процессах
• Сушильные камеры и печи
• Нагрев пресс-форм в металлургии и производстве пластмасс
• Промышленные посудомоечные и стиральные машины

Преимущества использования ТЭНов

ТЭНы обладают рядом преимуществ, которые обусловили их широкое распространение:

• Высокий КПД — до 95-98% электроэнергии преобразуется в тепло
• Быстрый нагрев — выход на рабочую температуру за короткое время
• Компактность — позволяет встраивать ТЭНы в различные устройства
• Надежность и долговечность при правильной эксплуатации
• Простота регулировки мощности и температуры нагрева
• Экологичность — отсутствие вредных выбросов при работе

Конструктивные особенности современных ТЭНов

Современные ТЭНы имеют ряд конструктивных особенностей, повышающих их эффективность и надежность:

Материалы оболочки

В зависимости от среды применения используются различные материалы:

• Нержавеющая сталь — для агрессивных сред и пищевой промышленности
• Медь — для нагрева воды в бытовых приборах
• Титан — для особо агрессивных сред в химической промышленности

Форма ТЭНов

Помимо классической прямой трубчатой формы, ТЭНы могут иметь различную конфигурацию:

• U-образные — для компактного размещения
• Спиральные — для увеличения площади теплоотдачи
• Плоские — для равномерного нагрева поверхностей

Дополнительные элементы

Современные ТЭНы могут комплектоваться:

• Встроенными термостатами для контроля температуры
• Анодами для защиты от коррозии в водонагревателях
• Оребрением для увеличения площади теплоотдачи

Выбор и эксплуатация ТЭНов

При выборе ТЭНа необходимо учитывать следующие параметры:

• Мощность — определяет скорость и интенсивность нагрева
• Рабочее напряжение — должно соответствовать электросети
• Длина и диаметр — для правильного размещения в устройстве
• Материал оболочки — зависит от среды применения
• Температура нагрева — максимальная рабочая температура ТЭНа

Для обеспечения долгой и безопасной работы ТЭНа следует соблюдать правила эксплуатации:

• Не включать ТЭН в воздухе — это приведет к перегреву
• Регулярно очищать от накипи в случае нагрева воды
• Проверять целостность изоляции и отсутствие механических повреждений
• Не превышать максимальную рабочую температуру

Инновации и перспективы развития ТЭНов

Несмотря на кажущуюся простоту конструкции, технология производства ТЭНов постоянно совершенствуется:

• Разработка новых сплавов для нагревательных элементов с улучшенными характеристиками
• Создание «умных» ТЭНов с встроенными микроконтроллерами для точного управления нагревом
• Использование нанотехнологий для увеличения эффективности теплопередачи
• Интеграция ТЭНов в системы «умного дома» для оптимизации энергопотребления

Перспективы развития ТЭНов связаны с повышением их энергоэффективности, увеличением срока службы и расширением сфер применения. Ожидается, что в будущем ТЭНы станут еще более компактными, мощными и интеллектуальными, что позволит использовать их в новых областях, таких как электромобили и аэрокосмическая промышленность.

Экологические аспекты использования ТЭНов

ТЭНы считаются относительно экологичным способом нагрева, так как не производят прямых выбросов вредных веществ при работе. Однако их экологичность зависит от источника электроэнергии, используемой для их питания.

Положительные экологические аспекты использования ТЭНов:

• Отсутствие прямых выбросов CO2 и других загрязняющих веществ
• Возможность использования с возобновляемыми источниками энергии (солнечные панели, ветрогенераторы)
• Высокий КПД снижает общее энергопотребление
• Отсутствие необходимости в топливе и его транспортировке

Для повышения экологичности использования ТЭНов рекомендуется:

• Выбирать энергоэффективные модели с высоким КПД
• Использовать системы автоматического управления для оптимизации работы
• По возможности комбинировать с системами рекуперации тепла
• Правильно утилизировать отработавшие ТЭНы, сдавая их на переработку

Таким образом, ТЭНы являются важным элементом современных систем нагрева, обладающим рядом преимуществ. Их широкое применение в быту и промышленности обусловлено высокой эффективностью, надежностью и удобством использования. Постоянное совершенствование технологии производства ТЭНов открывает новые перспективы их применения в различных отраслях.

Электрические нагревательные элементы (тэны)

• Каталог
• Дополнительная комплектация
• Электрические нагревательные элементы (тэны)

Электрические нагревательные элементы для водонагревателей

Масса	3 кг
Напряжение	380 В
Гарантия	1 год

• Стоимость
• Описание
• Сравнение
  моделей
• Схемы
• Документация
  для скачивания

СтоимостьОписаниеСравнение моделейСхемыДокументация для скачивания

Простой способ выбрать водонагреватель

Если у вас есть вопросы по выбору и расчёту водонагревателя, отправьте запрос на подбор и наши консультанты подберут подходящий водонагреватель. Также вы можете отправить письмо с вашим вопросом на адрес track DOT etrm AT gmail DOT com

Как производится расчёт

Консультант собирает всю необходимую информацию о вашем объекте (тип объекта, потребление воды, пиковые расходы, количество потребителей и т.д.), предлагает вам несколько вариантов с обоснованием расчёта, по запросу высылает техническую и иную документацию, коммерческое предложение.

Вы получаете бесплатно

• Наш опыт в сфере подбора и производства водонагревателей для различных предприятий и объектов
• Экономию времени на изучение вопроса, по запросу мы предоставим вам обоснование расчета водонагревателя
• Разработку индивидуального изделия под конкретный объект (при необходимости), расчет его стоимости

Отправить заявку на подбор

Электрические водонагреватели

Нагрев воды при помощи электрических тэнов

500 л	1500 л	4000 л
600 л	2000 л	5000 л
750 л	2500 л	6500 л
1000 л	3000 л	8500 л

Комбинированные водонагреватели

Нагрев воды при помощи теплообменника и тэнов

500 л	1500 л	4000 л
600 л	2000 л	5000 л
750 л	2500 л	6500 л
1000 л	3000 л	8500 л

Водонагреватели косвенного нагрева

Нагрев воды при помощи теплообменника

500 л	1500 л	4000 л
600 л	2000 л	5000 л
750 л	2500 л	6500 л
1000 л	3000 л	8500 л

Теплоаккумуляторы

Буферные емкости для систем отопления

500 л	2000 л	5000 л
750 л	2500 л
1000 л	3000 л
1500 л	4000 л

Холодоаккумуляторы

Для систем кондиционирования

750 л	2500 л
1000 л	3000 л
1500 л	4000 л
2000 л	5000 л

Дополнительная комплектация

Для водонагревателей и теплоаккумуляторов

Шкафы управления	Комплекты КИПиА
Тэны	Термостаты
Арматура

Проектировщикам

3D-модели и чертежи

Полезные статьи

Вопросы и ответы

Почему выбирают нас

Электрические нагревательные элементы.

Виды и устройство

Известные большинству пользователей электрические нагревательные элементы относятся к категории устройств, преобразующих энергию тока в тепло. Эти изделия устанавливаются в большинство бытовых нагревательных приборов, а также в обогреватели, используемые на предприятиях общественного питания. Агрегаты, в которые встроены электрические ТЭНы или спирали из нихрома, очень часто применяются и в промышленных целях.

По своей конструкции и функциональным особенностям электрические нагревательные элементы подразделяются на изделия открытого типа или спирали и на закрытые ТЭНы. Первые отдают тепло окружающей среде (воздуху) за счет эффекта конвекции, вызванного тепловым излучением источника. Этот тип нагревателей монтируется на термостойких диэлектрических основаниях в специально обустраиваемых канавках или подвешивается на непроводящих ток кронштейнах. Исходным материалом для изготовления таких оснований чаще всего служит керамика.

Нагреватели закрытого типа изготавливаются в виде законченных и готовых к эксплуатации изделий (ТЭНов), применяемых для нагрева жидких сред.

Полностью герметичные электрические нагревательные элементы закрытого типа в свою очередь подразделяются на трубчатые и ребристые. Обе эти разновидности имеют одинаковое устройство с той лишь разницей, что у ребристых изделий или РЭНов рабочая поверхность значительно больше, чем у трубчатых.

При производстве РЭНов величина их тепловой отдачи задается путем изменения площади наружной поверхности нагревательного элемента. Количество ребер в них варьируется в зависимости от требуемой эффективности обогрева. Низкий показатель удельной мощности этих устройств позволяет применять их для нагрева жидких сред путем конвекции без опасности перегрева и перегорания рабочей спирали.

Устройство и принцип работы нагревателей

Электрические нагревательные элементы закрытого типа состоят из следующих основных частей:

• Теплопроводящая трубчатая оболочка (электрически изолированный кожух).
• Токопроводящая спираль из материалов с низким показателем электропроводности (нихром).
• Проводники, подводящие к нагревателю сетевое электропитание 220 В.

Теплопроводящая оболочка изделия, как правило, делается из чистой меди или латуни. Иногда для ее изготовления используются сталь или алюминий с нанесенным поверх них защитным покрытием.

При производстве спиралей обычно используются сплавы никеля с хромом, в которые иногда добавляются железо с алюминием. Концы проволоки навиваются на контактные стержни из малоуглеродистой или нержавеющей стали. Чтобы исключить возможность попадания влаги во внутренние полости трубки – ее торцевые части тщательно герметизируются. К этой категории устройств относятся и известные всем кипятильники, широко применяемые в быту.

Принцип работы приборов закрытого типа (ТЭНов) предельно прост. При протекании тока по спирали, изготовленной из проводящего материала с высоким удельным сопротивлением, она раскаляется. За счет эффекта теплопередачи спиралеобразный проводник нагревает защитную оболочку устройства. Последняя при контакте с жидкостями передает ей энергию тепла, обеспечивая прогрев до нужной температуры.

Электрические нагреватели открытого типа обеспечивают обогрев воздушной среды за счет конвекции в близлежащие слои. При передаче тепла от одной воздушной прослойки к другой происходит постепенный нагрев всего окружающего пространства.

Области применения

Электрические нагревательные элементы, входящие в состав обогревателей открытого и закрытого типа, широко применяются в быту (в электропечах, в ТЭНах и в кипятильниках). Они устанавливаются в стиральных и посудомоечных машинах, а также в бойлерах различного типа и мощности (например, в проточных и накопительных агрегатах). Большим спросом пользуются эти приборы и на предприятиях общественного питания: в столовых, кафе и ресторанах.

На промышленных производствах устройства открытого типа востребованы при необходимости обогрева замкнутых воздушных пространств и при изготовлении специальных печей и тепловых пушек. Закрытые нагревательные элементы часто используются в бойлерах и в ТЭНах промышленного назначения. Специальные образцы электрических нагревателей применяются в жарочных шкафах, в электрических плитах и духовках, а также в кофеварках, чайниках и в отопительных приборах различной конструкции.

Преимущества и недостатки

К преимуществам нагревательных элементов, работающих за счет электрической энергии, относят:

• Эффективность используемого оборудования (высокий КПД).
• Возможность автоматизации процесса обогрева и регулировки температуры в широких пределах.
• Экологическая чистота.
• Устойчивость к вибрациям, к механическим воздействиям и климатическим факторам (к резким перепадам температур и колебаниям давления, в частности).
• Простота обслуживания и ремонта.
• Надежность и защищенность от случайного возгорания.

Существенный недостаток электрических нагревателей открытого типа – непосредственный контакт материала спиралей с окружающим воздухом и возможность его окисления.

Поскольку этот процесс происходит при высоких температурах – сроки эксплуатации таких приборов строго ограничены. Этим и объясняется то, что гораздо чаще на практике используются герметичные электронагреватели закрытого типа: ТЭНы или РЭНы. Минусом последних считаются проблемы с изготовлением нагревателей сложной конфигурации, что существенно сокращает ассортимент выпускаемых изделий и повышает их стоимость.

Какими показателями характеризуются электрические нагревательные элементы

Одна из важнейших характеристик закрытых ТЭНов – конфигурация трубчатого кожуха, выбираемая из множества вариантов. Она зависит от условий эксплуатации конкретного изделия и от объемов обогреваемой жидкости.

К другой характеристике этих элементов относят состав изолятора, заполняющего пространство между спиралью и корпусом трубки. Его функцию выполняют либо периклазовый порошок, засыпаемый в трубку при производстве изделия, либо кварцевый песок или шамот.

Все перечисленные изоляционные материалы отличаются следующими свойствами:

• Большое удельное сопротивление и низкое влагопоглощение.
• Высокий показатель теплопроводности.
• Инертность (они не вступают в химические реакции с материалом спирали).
• Механическая прочность.

Периклаз – это особый кристаллический порошок, получаемый путем расплава окиси магния с содержанием до 96%. Он получается в результате плавления увлажненной магнезии в электродуговых печах специальной конструкции.

В отличие от периклаза кварцевый песок – это практически чистая окись кремния (98-99%) с минимальным содержанием добавок. Шамот представляет собой огнеупорную глину, хорошо прокаленную и измельченную до порошкообразного состояния. К техническим показателям можно отнести и вид теплового оборудования, в котором используются нагревательные элементы.

Так, устройства типа «ТЭН» устанавливаются в следующие виды нагревательного оборудования:

• Электрические котлы с промежуточным обогревом.
• Проточные и накопительные водонагреватели.
• Бытовые кипятильники.
• Жарочные и пекарные шкафы, а также фритюрницы и подобные им агрегаты.

Электрические нагревательные элементы изготавливаются из материалов, которые выбираются в зависимости от температуры и химических свойств обогреваемой среды. От этих показателей зависят и такие характеристики, как диаметр трубки, удельная мощность прибора и сроки его эксплуатации. Один из основных параметров, характеризующих работу таких нагревательных элементов – удельная поверхностная мощность, измеряемая в ваттах на метр квадратный.

Изменять этот показатель можно двумя способами. Первый реализуется путем повышения скорости прогона воздуха через обогреватель, а второй – за счет изменения рабочей температуры ТЭНа, достигающей значений порядка 450-650°C. При таком показателе на наружной поверхности нагревательного элемента начинает проявляться эффект, называемый «лучистым теплообменом». За счет этого мощность обогрева резко возрастает. При оценке электрических показателей таких приборов следует отметить, что они рассчитаны на напряжение 220 В и питаются переменным током частотой 50 Герц.

Методика расчета спирали нагревателей

Расчет рабочих характеристик спирали нагревателей чаще всего производится с помощью таблиц токовых нагрузок. При желании получить более точные результаты прибегают к формулам, в основу которых заложен показатель удельной мощности (ее величина, приходящаяся на единицу площади). Соответственно определению этот параметр измеряется в ваттах на сантиметр квадратный. При проведении расчетов обязательно учитывается температура поверхности самого излучателя и скорость отведения тепла.

Электрические нагревательные элементы выпускаются в исполнениях, с удельными мощностями в диапазоне от 0,01 до 12,0 КВт. Максимально возможное значение зависит от следующих данных:

• Диаметр трубчатой греющей части нагревателя (ТЭНа) и ее длина.
• Материал защитной оболочки.
• Среда, в которой предполагается эксплуатировать агрегат.
• Номинальная величина удельной мощности.

Электрические нагревательные элементы способны обеспечить нужную тепловую отдачу лишь в том случае, если последний показатель будет соответствовать номинальному значению. Существенные отклонения от него приведут к нежелательным последствиям. При снижении этого показателя невозможно обеспечить требуемую теплоотдачу, а при его увеличении ТЭН может просто перегореть.

Похожие темы:

• Силиконовые нагреватели. Виды и особенности. Применение
• Миканитовые нагреватели. Особенности. Виды и применение
• Элементы Пельтье. Работа и применение. Обратный эффект
• Провод ПНСВ. Устройство и применение. Маркировка и параметры
• Греющий кабель. Виды и устройство. Применение и установка. Работа

Kanthal® Super — Kanthal®

Информация

Семь марок для различных применений

Программа Kanthal ^® из MoSi ₂ нагревательных элементов включает семь марок со специфическими характеристиками для использования в сложных условиях и средах, включая азот, водород , вакуум и смеси эндогаза и восстановительной атмосферы.
Подробнее о различных марках нагревательных элементов Kanthal ^® Super MoSi2

Характеристики

Специальная конструкция

Kanthal® Super уже давно является предпочтительным выбором для строителей и операторов печей, заботящихся о качестве. Гибкая конструкция, широкий выбор сортов, низкое энергопотребление, долгий срок службы и превосходное техническое обслуживание позволили создать лидирующую на рынке марку, предлагающую максимальную производительность и быструю окупаемость инвестиций пользователям Kanthal® Super
по всему миру.

В дополнение к элементам MoSi ₂ стандартных форм и размеров мы предлагаем специальные элементы MoSi ₂ элементов в соответствии с потребностями заказчика, что позволяет оптимизировать дизайн элементов для каждого конкретного применения.

Программа Kanthal ^® также включает аксессуары для элементов.

Загрузки

Kanthal® Super Handbook_B_ENG.pdf (документ в формате PDF, 7,9 МБ)

Нагревательные элементы высокой мощности для повышения производительности печи Kanthal Super_B_ENG_LR.pdf (PDF-документ, 1,3 МБ)

Защитные трубки для термопар.pdf (документ в формате PDF, 700 кБ)

Связанные продукты

Другие продукты, которые могут вас заинтересовать

Элементные марки Kanthal® Super

Программа супернагревательных элементов Kanthal ^® включает семь марок со специфическими характеристиками для использования в сложных условиях и средах.

См. сведения о продукте

Металлические нагревательные элементы

Металлические нагревательные элементы для температуры элемента до 1425°C (2600°F).

См. сведения о продукте

Нагревательные элементы Globar® SiC

Нагревательные элементы из карбида кремния (SiC) для температуры элемента до 1625°C (2927°F).

См. сведения о продукте

Примеры из практики

Точная температура обеспечивает высокое качество продукции

Даже после более чем 25 лет эксплуатации шахтная печь Kanthal остается чистой, тихой и обеспечивает превосходную точность температуры благодаря использованию электрического нагрева.

Читать далее

Невероятная мощность нагрева в печи с шагающими балками

На проволочном стане горячей прокатки в Хальстахаммаре, Швеция, электрическая печь с шагающими балками Kanthal обеспечивает чистый, эффективный и надежный нагрев.

Читать далее

Высокая гибкость и производительность при отделочных печах

Gmundener Keramik, известная австрийская компания, является крупным производителем фарфора, сувениров и посуды. Большая часть ее продукции экспортируется.

Читать далее

Непрерывная закалка в атмосфере печи

Badia S.A. (Tratamientos Badia, S.a.) была основана в 1964 году как независимая компания по термообработке в пригороде Барселоны, Испания. В настоящее время компания эксплуатирует ряд различных печей, таких как печи с вращающимся подом, вращающиеся печи непрерывного действия, вибростенды непрерывного действия, печи с закрытой закалкой, шахтные печи и индукционные печи, все электрические. Печи оснащены металлическими нагревательными элементами Kanthal®, элементами Tubothal® в излучающих трубках Kanthal® apM и нагревательными элементами из дисилицида молибдена Kanthal® Super (MoSi2).

Читать далее

Повышение качества и улучшение экономических показателей в стекольной промышленности

Kosta-Boda известна во всем мире художественным совершенством и техническим качеством своего хрусталя и изделий из хрусталя. Коста-Бода ведет свою историю с 18 века. Питатель с электрическим нагревом и нагревательными элементами из дисилицида молибдена Kanthal® Super (MoSi2) играет свою роль в поддержании превосходного качества продукции Boda

Читать далее

Отправить сообщение

Промышленные электрические нагревательные элементы – США

ПРОВЕРЕННЫЕ ПИОНЕРЫ

В компании NEI дух «может сделать» превращает самые сложные испытания нагревательных элементов в спорт. Мы раздвигаем границы плотности мощности. Мы наслаждаемся сложными проектами для суровых условий. Мы считаем, что ни один элемент не является слишком сложным для формирования. И мы придерживаемся мнения, что эти элементы рассчитаны на долгий срок службы.

Познакомьтесь с нами

КОМПЛЕКСНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

Являясь дистрибьютором с полным спектром услуг, мы располагаем самыми популярными размерами и сортами проволоки, ленты и стержня, которые идеально подходят для применения во всех отраслях промышленности. Сплавы сопротивления на складе означают лучшую доступность, более быструю доставку и меньшее время простоя. У нас только качественные НИКХром, никель-хромовые сплавы, железо-хром-алюминиевые сплавы, молибденовая и керамическая фурнитура.

Посмотреть все имеющиеся на складе сплавы

FIREBARS®

Температура процесса до 1850°. Длина от 18 до 10 футов (шесть размеров).

Запрос | Узнать больше

СТЕРЖНИ

Чистый молибден. Нагрев печей до 1900°C. Элементы до 100 Вт psi.

Запрос | Узнать больше

ЛЕНТЫ

Высокая температура 115°C — 2000°F. Любой размер, форма и мощность.

Запрос | Узнать больше

НАГРЕВАТЕЛЬ

Варианты от 15кВт до 500кВт. Максимальная температура элемента 1450°F.

Запрос | Узнать больше

• Coil
• Rods
• Ribbon
• Firebar
• Plugheaters
• All Elements

• Coil

  Learn More

• Стержни

  Узнать больше

• Лента

  Узнать больше

• Firebar

  Узнать больше

• Нагреватели свечей зажигания

  Узнать больше

‹ ›

Наше обязательство по оказанию услуг

Инженерные разработки и решения на расстоянии одного телефонного звонка

Свяжитесь с нами, если вам нужен кто-то, кто «был там, сделал это». Наша круглосуточная сервисная команда обладает опытом для предоставления инновационных и работоспособных решений для любых проблем с нагревательными элементами.

Нужно быстро

Наш ассортимент сплавов сопротивления не имеет себе равных. Фактически, наш крупнейший в мире банк нагревательных элементов обеспечивает лучшие в отрасли сроки поставки. Обращайтесь к нам за любыми заказными и стандартными промышленными потребностями.

Способный и ответственный

Наш обширный опыт включает в себя все, включая новый дизайн, модернизацию и модернизацию запасных частей и аварийный ремонт, восстановление и замену. Мы настраиваем инженера для вашего приложения.

Наша компания

National Element, Inc. является корпорацией штата Мичиган, основанной в 1960 году, основной деятельностью которой является разработка и производство электрических нагревательных элементов, цепных приводных ремней из проволочной сетки, конвейеров и конвейерных цепей для промышленного применения.