عناصر تسخين أنبوبي. اختيار سخان الماء حسب نوع عنصر التسخين

تحتوي العديد من الأجهزة الحديثة على عنصر تسخين كعنصر رئيسي في تصميمها. مزود بعدد من الأجهزة التي توفر له التيار الكهربائي والعزل الكهربائي للعنصر والحماية من التلف الميكانيكي.

من بين جميع أنواع عناصر التسخين الكهربائية ، الأكثر شيوعًا هو الأنبوب الأنبوبي. يتم استخدامه بنشاط في تصميم أجهزة التسخين ذات درجات الحرارة المنخفضة والمتوسطة. هذه العناصر محمية من التأثيرات الخارجية ، بما في ذلك الوصول إلى الهواء.

معظم هذه العناصر مصنوع من أنبوب معدنيسمك صغير. يحتوي على لولب مصنوع من الأسلاك ذات قيمة كبيرة المقاومة الكهربائية. الخيوط الحلزونية متصلة بقضيب الاتصال. من خلال الأطراف الخارجية للقضيب ، يتم توصيل عنصر التسخين بالشبكة. غالبًا ما تكون مادة الأنبوب عبارة عن فولاذ كربوني. يتم صنع النغمات منه ، والتي لا تزيد درجة حرارة أثناء التشغيل عن 450 درجة مئوية. إذا كان عنصر التسخين يعمل على مستوى أعلى نظام درجة الحرارةأو في بيئة عدوانية ، في هذه الحالة ، يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ كمادة التصنيع.

في تصميم العشرة المكون الرئيسي هو الأنبوب الذي يحتوي على نيتشروم حلزوني. المكونات الأخرى لتصميم عنصر التسخين هي:

حشو.
دبوس الرصاص
كم الختم
الجوز للتثبيت
الاستنتاجات.

لعزل اللولب ، يتم سكب حشو في الأنبوب الذي الموصلية الحرارية جيدةوفي نفس الوقت له خصائص عالية من حيث العزل الكهربائي. في معظم عناصر التسخين ، يعمل البريكلاز كحشو ، وهو خليط من المغنيسيوم في شكل بلوري. عندما يمتلئ الأنبوب بالحشو ، يتم تجعيده. يمكن ثني عنصر التسخين لمنحه الشكل المطلوب. يتم استخدام مادة خاصة لعزل قضبان التلامس لعناصر التسخين. الأطراف مختومة بورنيش السيليكون ، الذي يتمتع بدرجة عالية من الحماية ضد الرطوبة.

مزايا وعيوب عناصر التسخين

للحصول على صورة أكثر اكتمالا لعناصر التسخين ، سيكون من المفيد لكل مستهلك أن يتعرف على مزايا وعيوب هذه العناصر.

مزايا

عناصر تسخين أنبوبي ، والتي تستخدم غالبًا في منشآت تسخين المياه ، لها مزايا معينة:

عالمية؛
الموثوقية؛
سلامة الخدمة.

عند التلامس مع الوسائط الغازية والسائلة ، فإن استخدام هذه العناصر مقبول تمامًا. إنها مقاومة للصدمات والاهتزازات. بالإضافة إلى ذلك ، هذه العناصر مقاومة للانفجار. عند تشغيل عناصر التسخين الأنبوبية درجة حرارة العمليمكن أن تصل إلى 800 درجة مئوية. تسمح ميزة عناصر التسخين هذه باستخدامها في أجهزة التسخين الحثي والحمل الحراري. يمكن استخدامها أيضًا في منشآت التدفئة بالأشعة تحت الحمراء. في عملية تصنيع هذه العناصر ، تكون اللوالب محكمة الغلق. هذا يسبب مصدر كبير من سخانات المياه ، والتي يمكن تصل إلى 10 آلاف ساعة.

تختلف عناصر التسخين الحديثة في تصميمها ، مما يجعل من الممكن تضمينها في أجهزة التدفئة المختلفة. يمكن استخدامها في منشآت التدفئة المنزلية وكذلك في معدات التدفئة الصناعية. في الوقت الحالي ، تتوفر ألسنة من نوع الخرطوشة في السوق ، حيث يمكن أن يختلف القطر من 6.5 إلى 20 ملم. هم الميزة الأساسيةيتكون من قوة سطحية كبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تزويد المستهلكين أيضًا بعناصر تسخين ذات سطح مطور للحرارة.

عيوب

إذا تحدثنا عن عيوب التين ، فيجب ملاحظة ما يلي:

محتوى معدني عالي
التكلفة الكبيرة لهذه العناصر بسبب استخدام مواد باهظة الثمن في بنائها - نيتشروم ، الفولاذ المقاوم للصدأ ؛
ليس طويلا خدمة الحياة ؛
عدم القدرة على إصلاحها في حالة الإرهاق اللولبي.

كيفية اختيار عنصر التسخين

عند اختيار الظلال للجهاز ، من الضروري مراعاة:

تعيين عنصر التسخين
قوتها
الجهد االكهربى،
تعليمات الاستخدام.

من سطح الوحدة للأنبوب ، يمكنك إزالة طاقة مختلفة. يعتمد ذلك على الظروف التي يتم فيها تشغيل عنصر التسخين. مادة الأنبوب والحشو مهمة أيضًا. عند اختيار عنصر التسخين ، يتم توجيههم بشكل أساسي من خلال الطاقة المقدرة المطلوبة لتسخين الماء. عند الحساب ، استخدم الصيغة التالية:

Pcalc = (Kz x Rpol) / الكفاءة,

حيث Kz - عامل الأمان (1.1 - 1.3) ، الكفاءة - الكفاءة ، مع مراعاة فقد الطاقة.

تشغيل عناصر التسخين

السبب الرئيسي لفشل عنصر التسخين هو انتهاك ضيق أطراف الخرج. سبب شائع آخر لفقدان أداء العنصر هو التآكل على سطح الغلاف. سخانات المياه المحمومه، مما يؤدي إلى كسر في اللولب ، يؤدي أيضًا إلى فشل العنصر. تنشأ هذه الأسباب بشكل أساسي بسبب القوى الكبيرة على قضبان التلامس التي تحدث عند توصيل الأسلاك بعناصر التسخين.

يمكن زيادة موارد عناصر تسخين المياه إذا اتبعت التوصيات أدناه:

لا تستخدم قوة كبيرة على صواميل قضبان الاتصال. خلاف ذلك ، سيتم إزالة الضغط من نهايات الرصاص ؛
يجب استبعاد حالات تشغيل عناصر التسخين بدون ماء ؛
في عملية استخدام عناصر التسخين في التركيبات ، من الضروري إزالة الحجم من سطح عنصر التسخين مرة كل 3 أشهر. يجب تجنب الترسبات التي يزيد سمكها عن 2 مم.

كيف تستعمل العشرة بشكل صحيح؟

في أغلب الأحيان عناصر تسخين أنبوبي تفقد وظائفهاالأسباب التالية:

غلاف السخان منزوع الضغط ؛
بسبب ارتفاع درجة الحرارة ، تمزق الأنبوب العشرة ؛
الصدأ بسبب التخزين غير السليم ؛
الجهل بقواعد استخدام عنصر التسخين واحتياطات السلامة.

لتجنب مثل هذه المشاكل وإطالة عمر عنصر التسخين أثناء تشغيله ، فمن الضروري اتبع نصيحة الخبراء:

عند توصيل الأسلاك بسخانات المياه ، من الضروري عدم تثبيت قضبان التلامس بإحكام بالمكسرات. في هذه الحالة ، لن تنفجر أطراف عنصر التسخين ؛
يحظر تشغيل عنصر التسخين دون وضعه في الماء. إذا قام شخص ما أولاً بتشغيل عنصر التسخين الأنبوبي ، ثم سكب الماء ، فقد يؤدي ذلك إلى حدوث انفجار ، مما قد يؤدي إلى حدوث إصابة ؛
من الضروري تنظيف عنصر التسخين من الحجم بانتظام ، مرة كل ثلاثة أشهر.

معلومات مفيدة

بالنسبة لعناصر التسخين الأنبوبية المستخدمة في بناء الغسالات ، هناك ميزة خاصة الخطر هو الماء العسر. يحتوي في تركيبته على أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم ، والتي تترسب على سطح الأنبوب أثناء تشغيل العشرة. نتيجة لذلك ، تتكون قشرة بيضاء. إذا لم تقم بإزالته من سطح عنصر التسخين ، فقد يؤدي ذلك إلى تعطل الجهاز. لمنع العواقب غير المرغوب فيها للتلامس مع عنصر تسخين الماء العسر ، يوصى باستخدام إحدى الطرق التالية:

استنتاج

TEN هو تفصيل مهم في العديد من الأجهزة. وجودك في منزلك غسالةأو استخدام سخان المياه بنشاط ، انتباه خاصيجب أن يتم الحفاظ على عنصر التسخين في حالة عمل. الإجراء الأكثر أهمية إزالة الترسبات المنتظمةمن سطح عنصر التسخين. هذا ضمان لعملية طويلة وخالية من المتاعب للعنصر الأنبوبي. ولكن هذا هو بالضبط ما يريده كل مالك للأجهزة المزودة بعناصر تسخين.

اسم عنصر التسخين متأصل في قلب جهاز تسخين المياه الكهربائية. بسبب مرور التيار الكهربائي عبر عنصر التسخين مع تسخينه ، يتم تسخين السائل الموجود في سخان المياه.

يمكن فصل عناصر التسخين عن طريق:

"الرطب" ، الذي يكون على اتصال مباشر بالماء ؛
"جاف" ، لا يتلامس مع السائل.

حتى الآن ، هناك نوعان مختلفان تمامًا من السخانات الكهروحرارية من حيث الخصائص الهيكلية المقدمة:

سخانات كهربائية أنبوبية (TEHami) ؛
عناصر التسخين الصابونية.

ميزات تصميم عناصر التسخين

من أجل تحديد عنصر التسخين الأفضل ، من الضروري فهم الاختلافات الهيكلية.
يرجع اسم عنصر التسخين "الرطب" إلى ملامسته المباشرة للسائل المسخن بالداخل خزان المياه. أيضًا ، عنصر التسخين هذا له الاسم مفتوح. يتميز تصميم هذا السخان الكهروحراري بوجود أنبوب فولاذي مجوف أو أنبوب نحاسي مملوء بمادة عالية التوصيل للحرارة على شكل أكسيد المغنيسيوم أو رمل الكوارتز. يتم تمثيل "الداخل" للتصميم من خلال دوامة من سلك نيتشروم.

في عنصر التسخين المغلق ، يتم عزل جهاز التسخين بواسطة دورق خاص من السيراميك عالي القوة. لتصنيع القارورة ، يتم استخدام سيليكات المغنيسيوم ، الصابريت ، وليس المعدن. بسبب هذا الاختلاف الهيكلي ، يتم نقل الحرارة من عنصر التسخين للسائل عن طريق غلاف ملامس للماء.

عند الحديث عن عناصر التسخين الأفضل ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن عناصر التسخين تتميز باختلاف في مؤشرات التكوين والطاقة. تتميز عناصر التسخين الرطب بالاختلافات في نوع التثبيت ووجود عش الأنود والشكل والمادة. وبالتالي ، يمكن أن يكون عنصر التسخين صامولة وشفة. اعتمادًا على الشركة المصنعة للغلايات ، يمكن صنع الفلنجات على شكل عناصر مسبوكة أو مختومة. وفقًا لوجود مثبتات للأنود على الجوز أو الشفة ، يمكن أن تكون عناصر التسخين بدون تثبيت الأنود أو قد تحتوي على مثبتات على شكل خيط. يتم تحديد شكل السخان الكهروحراري حسب نوع خزان الغلاية. وفقًا لهذه الخاصية ، يمكن إنتاج عناصر التسخين في شكل عناصر مستقيمة أو منحنية في اتجاهات مختلفة. الإنتاج الأكثر شيوعًا لعناصر التسخين من النحاس أو الفولاذ المقاوم للصدأ.

تتميز عناصر التسخين "الجافة" بوجود قضيب بأطوال وأقطار مختلفة. إن غلاف أجهزة التسخين هذه مصنوع بشكل مفيد الفولاذ المقاوم للصدأ. عناصر التسخين الصابونية ليست عالمية - تصنيعها خاص بكل نموذج من سخانات المياه.

أي عنصر تسخين تفضل

من أجل تحديد سخان المياه الذي من الأفضل شراءه من عنصر التسخين ، من الضروري مراعاة خصائص أداء السخانات الكهروحرارية.

تتميز سخانات المياه التقليدية بتركيب شفة لعناصر التسخين ، مما يساهم في ملامستها للسائل. يساهم هذا التثبيت في ظهور التآكل الكهربي والتآكل الكهربائي على السخان الكهروحراري ، مما يساهم في تقليل انتقال الحرارة من سطح التسخين إلى الماء. وهذا بدوره يؤدي إلى زيادة وقت تسخين السائل وزيادة استهلاك الكهرباء. بسبب عدم كفاية إزالة الحرارة من سطح عنصر التسخين ، يتم تجاوز مؤشر حراري التشغيل العادي.على الرغم من استخدام حلول تصميم إضافية تمنع ترسب المقياس ، تميل السخانات التقليدية إلى الفشل بسرعة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن صيانتها معقدة.

في عناصر التسخين "الجافة" ، يتم تقديم الحافة مع القارورة كوحدة واحدة. يتميز السخان بأنبوب عازل تنتقل الحرارة من خلاله إلى الماء. طلاء الحافة نفسها والسطح الداخلي للخزان مصنوعان من المينا ، والتي لها خصائص مثيرة للاشمئزاز ، بسبب وجود حماية ضد التآكل ومنع ترسبات الحجم. هيكل الهواء البسيط هذا له تكلفة معقولة ، بناءً على مجموعة متنوعة معينة من عناصر التسخين "الجافة":

الزيت ، حيث يتم ملء الفراغ بين الأنابيب الواقية وعنصر التسخين بالزيت. على عكس الهواء ، يكون الزيت أكثر توصيلًا للحرارة. بسبب هذه الخاصية ، يتم تقليل استهلاك الطاقة لتسخين السائل عدة مرات.
رمل يتميز بوجود الرمل في الفضاء البيني. في عنصر التسخين هذا ، يكون لاستبدال عنصر التسخين نسخة خفيفة الوزن.

بالإضافة إلى حقيقة أنه أثناء تشغيل السخانات الكهروحرارية "الرطبة" ، فإنها "تتلف" بالحجم ، وفي حالة الانهيار ، يمكن حدوث صدمة كهربائية. على عكسهم ، تتميز السخانات المغلقة بعمر خدمة أطول والغياب شبه الكامل لصدمة كهربائية محتملة. يتم تنفيذ قوارير الأنبوب نفسها بواسطة السيراميك والسيراميك الزجاجي ، مما يساهم في تقليل تكوينات الحجم داخل الجهاز ، فضلاً عن استبعاد ارتفاع درجة حرارة سطح عنصر التسخين. يقلل إنتاج هذا النوع من السخانات الكهروحرارية من عدد خدمة ما بعد البيع، ومع ذلك ، لا يحول دون استبداله الدوري.

عند الحديث عن عنصر التسخين الأفضل ، تجدر الإشارة إلى أن السخانات "الجافة" تكون أكثر إحكاما في الحجم مقارنة بنظيراتها المفتوحة. بفضل ميزة الأبعاد هذه ، من الممكن استخدام عنصري تسخين في سخان مياه واحد في وقت واحد ، مما يساهم في زيادة عمر الخدمة وموثوقية المرجل.

مع جهد ثابت وظروف تشغيل مناسبة ، فإن عمر خدمة عنصر التسخين "الرطب" هو حوالي 5 سنوات ، والسخانات "الجافة" ستستمر حوالي 15 سنة. يجب أن نتذكر أنه بمرور الوقت ، يميل أي عنصر تسخين إلى تطوير موارده. في هذه الحالة ، يتمتع عنصر التسخين المغلق بميزة لا يمكن إنكارها ، والتي تتمثل في القدرة على استبداله دون تصريف الماء من المرجل. يتم فك عنصر التسخين في هذه الأجهزة ببساطة من الحافة.
تكلفة عناصر التسخين المفتوحة أقل وتكون عملية الصيانة أكثر. إذا لم يتم التخطيط لصيانة الغلاية ، فسيكون اختيار سخان المياه مع عنصر تسخين مغلق هو الخيار الأفضل.

يحول عنصر التسخين الكهرباء إلى حرارة من خلال عملية مقاومة أو تسخين جول. كهرباءعند مروره عبر عنصر التسخين ، يواجه مقاومة ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته. على عكس التأثير الكهروحراري ، لا تعتمد هذه العملية على اتجاه التدفق الحالي.

نيتشروم: الغالبية العظمى تتكون من نيتشروم 79/21 (79٪ نيكل ، 21٪ كروم) على سبيل المثال عناصر تسخين Fastov ، المنتجة على شكل سلك أو شريط أو شريط. إنها مادة من الدرجة الأولى لأنها تتمتع بمقاومة عالية نسبيًا وتشكل طبقة من أكسيد الكروم عند تسخينها لأول مرة. لا تتأكسد المادة الموجودة تحت هذه الطبقة ، وهي محمية من التلف والإرهاق.
مقاومة المعادنج: يمكن أن تكون المقاومة المعدنية لعناصر التسخين على شكل سلك أو شريط ، مستقيم أو حلزوني. يتم استخدامها في أجهزة التدفئة العامة مثل السخانات الكهربائية ، والمحامص ، ومجففات الشعر ، ومواقد التدفئة الصناعية ، والتدفئة الأرضية ، وتدفئة الأسقف (لمنع تكون رقاقات الثلج) ، والتدفئة (لإذابة الثلج والجليد) ، والمجففات ، إلخ.

المواد الأكثر شيوعًا المستخدمة لتصنيع عناصر التسخين في Fastov في ODO "سخان كهربائي":

نيتشروم - الأسلاك والمشارب.
Cupronickel (النحاس والنيكل) - سبائك للتدفئة في درجات حرارة منخفضة.

دفايات سيراميك

مواد حرارية السيراميك ولديها كثافة منخفضة ودرجة الحرارة الذوبان 2030 درجة مئوية. في درجات الحرارة العالية ، تشكل ثاني أكسيد السيليكون ، مما يحمي المعدن من المزيد من الأكسدة. منطقة استخدام عناصر التسخينيشمل:

زجاج الصناعة وصناعة السيراميك
أفران المعالجة الحرارية
تصنيع دوائر أشباه الموصلات.

عناصر التسخين المركبة

عناصر تسخين أنبوبي

تتكون العناصر الأنبوبية عادةً من لفائف نيتشروم رفيعة أو سبيكة مقاومة للحرارة على شكل سلك ، والتي تكون في أنبوب معدني (سبائك غير قابلة للصدأ مثل Incoloy أو النحاس) ومسحوق معزول (أكسيد المغنيسيوم).

للحفاظ على رطوبة ثابتة في عازل الرطوبة ، يتم تزويد الأطراف بمادة عازلة مثل السيراميك أو مطاط السيليكون أو مزيج من الاثنين. يتم سحب الأنبوب من خلال قالب لضغط المسحوق وزيادة نقل الحرارة. يمكن أن تكون مستقيمة (كما هو الحال في محمصة الخبز) ، أو منحنية لإحاطة المساحة الساخنة (مثل الأفران الكهربائية وآلات صنع القهوة).

عناصر تسخين البوليمر

يمكن صنع سخانات المقاومة من مواد مطاط PTC موصلة حيث تقل المقاومة مع زيادة درجة الحرارة. سيولد هذا السخان طاقة عالية لتسخين الماء عندما يكون باردًا ويحافظ باستمرار على درجة الحرارة المطلوبة.

بسبب التناقص المقاومة النوعيةالسخان ، فإن عنصر التسخين هذا لن يكون قادرًا على إنتاج حرارة أكثر من اللازم. عند تسخينها إلى درجة حرارة معينة ، تعمل مواد PTC كعازل كهربائي ولا تمرر تيارًا ، وبعد ذلك تتوقف عن التسخين بشكل طبيعي. يمكن اختيار درجة الحرارة أثناء التصنيع ، وتتراوح درجات الحرارة النموذجية بين 0 و 80 درجة مئوية (32 إلى 176 درجة فهرنهايت).

وبالتالي ، فإن عنصر التسخين المصنوع من المواد البوليمرية يكون ذاتي التنظيم. هذا يعني أنه يحافظ بشكل مستقل على درجة حرارة ثابتة دون الحاجة إلى تنظيم إلكتروني. يعني التحديد الذاتي أن السخان غير قادر على تجاوز درجة حرارة معينة ولا يتطلب استخدام الحماية من السخونة الزائدة.