Тръбни нагревателни елементи. Избор на бойлер според вида на нагревателния елемент

Много съвременни уреди имат нагревателен елемент като основна част в конструкцията си. Той е оборудван с редица устройства, които осигуряват захранване с електрически ток, електрическа изолация на елемента и защита срещу механични повреди.

Сред всички видове електрически нагревателни елементи най-често срещаният е тръбният. Използва се активно при проектирането на ниско- и среднотемпературни отоплителни уреди. Тези елементи са защитени от външни влияния, включително достъп на въздух.

Повечето от тези елементи изработена от метална тръбамалка дебелина. Съдържа спирала от тел с голяма стойност електрическо съпротивление. Спиралните проводници са свързани към контактния прът. Чрез външните клеми на пръта нагревателният елемент е свързан към мрежата. Материалът на тръбата най-често е въглеродна стомана. От него се правят шипове, които по време на работа се нагряват не повече от 450C. Ако нагревателният елемент работи на по-висока температурен режимили в агресивна среда, в този случай като материал за производство се използва неръждаема стомана.

В дизайна на десетката основният компонент е тръбата, която съдържа нихромова спирала. Други компоненти на конструкцията на нагревателния елемент са:

пълнител;
оловен щифт;
уплътнителна втулка;
гайка за закрепване;
заключения.

За да се изолира спиралата, в тръбата се излива пълнител, който има добра топлопроводимост, като в същото време има високи свойства по отношение на електроизолация. В повечето нагревателни елементи периклазата действа като пълнител, който е смес от магнезий в кристална форма. Когато тръбата се напълни с пълнител, тя се гофрира. Нагревателният елемент може да се огъне, за да му се придаде желаната форма. За изолиране на контактните пръти на нагревателните елементи се използва специален материал. Краищата са запечатани със силиконов лак, който е с висока степен на защита от влага.

Предимства и недостатъци на нагревателните елементи

За да получите по-пълна представа за нагревателните елементи, ще бъде полезно за всеки потребител да се запознае с предимствата и недостатъците на тези елементи.

Предимства

Тръбните нагревателни елементи, които се използват най-често във водни отоплителни инсталации, имат определени предимства:

универсалност;
надеждност;
безопасност на обслужването.

При контакт с газообразни и течни среди използването на тези елементи е напълно приемливо. Устойчиви са на удари и вибрации. Освен това тези елементи са взривобезопасни. При работа с тръбни нагревателни елементи работна температураможе да достигне до 800C. Тази характеристика на нагревателните елементи позволява използването им в индуктивни и конвекционни нагревателни устройства. Могат да се използват и в IR отоплителни инсталации. В процеса на производство на тези елементи спиралите се запечатват. Това обуславя висок ресурс на бойлери, които могат достигат до 10 хиляди часа.

Съвременните нагревателни елементи се различават по своя дизайн, което прави възможно вграждането им в различни нагревателни уреди. Могат да се използват както в битови отоплителни инсталации, така и в промишлено отоплително оборудване. В момента на пазара се предлагат патронни шипове, при които диаметърът може да варира от 6,5 до 20 мм. тях основна характеристикасе състои от значителна повърхностна мощност. В допълнение към тях, на потребителите се предлагат и нагревателни елементи с развита топлоотделяща повърхност.

недостатъци

Ако говорим за недостатъците на тените, трябва да се отбележи следното:

високо съдържание на метал;
Значителната цена на тези елементи се дължи на използването на скъпи материали в тяхната конструкция - нихром, неръждаема стомана;
не твърде дълъг експлоатационен живот;
невъзможността да се поправят в случай на изгаряне на спиралата.

Как да изберем нагревателен елемент

При избора на сенки за устройството е необходимо да се вземат предвид:

назначаване на нагревателен елемент;
силата му;
волтаж,
условия за ползване.

От единична повърхност на тръбата можете да премахнете различна мощност. Зависи от условията, при които работи нагревателният елемент. Материалът на тръбата и пълнителя също има значение. При избора на нагревателен елемент те се ръководят главно от очакваната мощност, необходима за загряване на вода. Когато изчислявате, използвайте следната формула:

Pcalc = (Kz x Rpol) / ефективност,

където Kz - коефициент на безопасност (1,1 - 1,3), ефективност - ефективност, като се вземат предвид загубите на мощност.

Работа на нагревателни елементи

Основната причина за повредата на нагревателния елемент е нарушаването на херметичността на изходните краища. Друга често срещана причина за загуба на ефективност на елемента е корозията на повърхността на корпуса. Прегряване на бойлера, което води до прекъсване на спиралата, също води до повреда на елемента. Тези причини възникват главно поради значителни сили върху контактните пръти, които възникват при свързване на проводници към нагревателни елементи.

Ресурсът на нагревателните елементи за вода може да се увеличи, ако следвате препоръките по-долу:

не прилагайте значителна сила към гайките на контактните пръти. В противен случай, входящите краища ще бъдат понижени;
трябва да се изключат ситуации на работа на нагревателни елементи без вода;
в процеса на използване на нагревателни елементи в инсталации е необходимо да се отстранява котлен камък от повърхността на нагревателния елемент веднъж на всеки 3 месеца. Трябва да се избягват отлагания с дебелина над 2 mm.

Как да използваме десет правилно?

Най-често тръбни нагревателни елементи губят своята функционалностследните причини:

черупката на нагревателя е без налягане;
поради прегряване десетката тръба се спука;
ръжда поради неправилно съхранение;
непознаване на правилата за използване на нагревателния елемент и предпазните мерки.

За да избегнете подобни проблеми и да удължите живота на нагревателния елемент по време на неговата работа, е необходимо следвайте съветите на експертите:

при свързване на проводници към бойлери е необходимо контактните пръти да не се затягат плътно с гайки. В този случай краищата на нагревателния елемент няма да се спукат;
забранено е включването на нагревателния елемент без поставянето му във вода. Ако човек първо включи тръбния нагревателен елемент и след това излее вода, това може да доведе до експлозия, което може да доведе до нараняване;
е необходимо редовно да почиствате нагревателния елемент от котления камък, веднъж на всеки три месеца.

Полезна информация

За тръбни нагревателни елементи, използвани в конструкцията на перални машини, специален опасността е твърдата вода. В състава си съдържа калциеви и магнезиеви соли, които по време на работа на десетте се отлагат върху повърхността на тръбата. В резултат на това се образува бяла кора. Ако не го отстраните от повърхността на нагревателния елемент, това може да доведе до повреда на оборудването. За да предотвратите нежелани последствия от контакт с нагревателен елемент на твърда вода, се препоръчва да използвате един от следните методи:

Заключение

TEN е важен детайл в много устройства. Имайки в дома си пералняили активно използване на бойлера, Специално вниманиетрябва да се обърне внимание на поддържането на нагревателния елемент в работно състояние. Най-важната процедура редовно отстраняване на котлен камъкот повърхността на нагревателния елемент. Това е гаранция за дълга и безпроблемна работа на тръбния елемент. Но точно това иска всеки собственик на устройства, оборудвани с нагревателни елементи.

Името на нагревателния елемент е присъщо на сърцето на електрическо устройство за нагряване на вода. Поради преминаването на електрически ток през нагревателния елемент с неговото нагряване, течността в бойлера се нагрява.

Разделянето на нагревателните елементи може да се извърши на:

"мокри", които са в пряк контакт с вода;
"сух", без контакт с течността.

Към днешна дата има два напълно различни термоелектрически нагревателя по отношение на структурните характеристики, представени:

Тръбни електрически нагреватели (ТЕХами);
Нагревателни елементи от стеатит.

Конструктивни характеристики на нагревателните елементи

За да се определи кой нагревателен елемент е по-добър, е необходимо да се разберат структурните им различия.
Името на "мокрия" нагревателен елемент се дължи на директния контакт с нагрятата течност вътре резервоар за вода. Също така такъв нагревателен елемент има името отворено. Конструкцията на този термоелектрически нагревател се характеризира с наличието на куха стоманена или медна тръба, пълна с високо топлопроводимо вещество под формата на магнезиев оксид или кварцов пясък. "Вътрешността" на дизайна е представена от спирала от нихромова тел.

В затворен нагревателен елемент нагревателното устройство е изолирано със специална керамична колба с повишена якост. За производството на колбата се използват магнезиев силикат, стеатит, а не метал. Поради тази структурна разлика, преносът на топлина от нагревателния елемент на течността се извършва с помощта на корпус в контакт с вода.

Говорейки за това кои нагревателни елементи са по-добри, трябва да се има предвид, че нагревателните елементи се характеризират с разлика в конфигурацията и мощността. Мокрите нагревателни елементи се характеризират с разлики в вида на закрепване, наличието на анодно гнездо, форма и материал. Така нагревателният елемент може да бъде гайка и фланец. В зависимост от производителя на котлите, фланците могат да бъдат изработени под формата на ляти или щамповани елементи. В зависимост от наличието на крепежни елементи за анода върху гайката или фланеца, нагревателните елементи могат да бъдат без анодно закрепване или да имат крепежни елементи под формата на резба. Формата на термоелектрическия нагревател се определя от вида на резервоара на котела. Според тази характеристика нагревателните елементи могат да бъдат произведени под формата на прави или огънати елементи в различни посоки. Най-често срещаното производство на нагревателни елементи от мед или неръждаема стомана.

"Сухите" нагревателни елементи се характеризират с наличието на пръчка с различни дължини и диаметри. Обвивката на тези отоплителни уреди е изгодно изработена неръждаема стомана. Стеатитните нагреватели не са универсални - производството им е специфично за всеки модел бойлер.

Кой нагревателен елемент да предпочетете

За да се определи бойлерът с кой нагревателен елемент е по-добре да се закупи, е необходимо да се вземат предвид характеристиките на работата на термоелектрическите нагреватели.

Конвенционалните бойлери се характеризират с фланцово монтиране на нагревателни елементи, което допринася за техния контакт с течността. Такова закрепване допринася за появата на котлен камък и електролитна корозия върху термоелектрическия нагревател, което допринася за намаляване на преноса на топлина от нагревателната повърхност към водата. Това от своя страна води до увеличаване на времето за нагряване на течността и до разход на електроенергия. Поради недостатъчното отвеждане на топлината от повърхността на нагревателния елемент, неговият нормален работен топлинен индекс е превишен.Въпреки използването на допълнителни конструктивни решения, които предотвратяват отлагането на котлен камък, традиционните нагреватели са склонни да се повредят бързо. Освен това поддръжката им е сложна.

В "сухите" нагревателни елементи фланецът с колбата е представен като едно цяло. Нагревателят се характеризира с изолационна тръба, през чиято повърхност се предава топлина на водата. Покритието на самия фланец и вътрешната повърхност на резервоара са направени от емайл, който има отблъскващи свойства, поради което има антикорозионна защита и предотвратяване на отлагания от котлен камък. Такава проста въздушна структура има достъпна цена, въз основа на която е възможно определено разнообразие от „сухи“ нагревателни елементи:

Масло, при което пространството между защитните тръби и нагревателния елемент е запълнено с масло. За разлика от въздуха, маслото е по-топлопроводимо. Благодарение на това свойство консумацията на енергия за нагряване на течността се намалява няколко пъти.
Пясък, характеризиращ се с наличието на пясък в междуелементното пространство. В такъв нагревателен елемент подмяната на нагревателния елемент има олекотена версия.

В допълнение към факта, че по време на работа на „мокрите“ термоелектрически нагреватели те се „замърсяват“ с котлен камък, в случай на повреда е възможен токов удар. За разлика от тях, затворените нагреватели се характеризират с по-дълъг експлоатационен живот и почти пълна липса на евентуален токов удар. Изпълнението на самите тръбни колби се извършва от керамика и стъклокерамика, което допринася за намаляване на образуването на котлен камък вътре в устройството, както и изключва прегряване на повърхността на нагревателния елемент. Производството на този тип термоелектрически нагреватели намалява броя на следпродажбено обслужване, обаче не изключва периодичната му подмяна.

Говорейки за това кой нагревателен елемент е по-добър, заслужава да се отбележи, че „сухите“ нагреватели са по-компактни по размер в сравнение с техните отворени колеги. Благодарение на тази характеристика на размерите е възможно да се използват едновременно два нагревателни елемента в един бойлер, което допринася за увеличаване на експлоатационния живот и надеждността на котела.

При стабилно напрежение и правилни условия на работа експлоатационният живот на „мокрия“ нагревателен елемент е около 5 години, „сухите“ нагреватели ще издържат около 15 години. Трябва да се помни, че с течение на времето всеки нагревателен елемент има тенденция да развива своя ресурс. В тази ситуация затвореният нагревателен елемент има неоспоримо предимство, което се състои във възможността да се смени без източване на водата от котела. Нагревателният елемент в такива устройства просто се развива от фланеца.
Цената на отворените нагревателни елементи е по-ниска и те са по-практични за поддръжка. Ако не е планирана поддръжка на котела, тогава изборът на бойлер със затворен нагревателен елемент ще бъде най-добрият вариант.

Нагревателният елемент преобразува електричеството в топлина чрез резистивен процес или нагряване на Джаул. Електричествопреминавайки през нагревателния елемент, среща съпротивление, в резултат на което се нагрява. За разлика от термоелектричния ефект, този процес не зависи от посоката на протичане на тока.

нихром: по-голямата част се състои от нихром 79/21 (79% никел, 21% хром), например нагревателни елементи Fastov, произведени под формата на тел, лента или лента. Това е първокласен материал, тъй като има относително висока устойчивост и образува слой от хромен оксид при първото нагряване. Материалът под този слой не се окислява и е защитен от разрушаване и изгаряне.
метална устойчивостО: Металното съпротивление на нагревателните елементи може да бъде под формата на тел или лента, права или спираловидна. Използват се в общи отоплителни уреди като електрически нагреватели, тостери, сешоари, промишлени отоплителни печки, подово отопление, покривно отопление (за предотвратяване на образуването на висулки), отопление на пътеки (за топене на сняг и лед), сушилни и др.

Най-често използваните материали за производството на нагревателни елементи във Фастов в ОДО "Електрически нагревател":

Нихром - тел и ивици;
Cupronickel (медно-никелови) - сплави за нагряване при ниски температури.

Керамични нагреватели

Керамични огнеупорни материали иимат ниска плътност, температура топенето е 2030 °С. При високи температури те образуват силициев диоксид, предпазвайки метала от по-нататъшно окисление. Регион използването на нагревателни елементивключва:

стъклена чаша промишленост ипроизводство на керамика;
пещи за термична обработка;
производство на полупроводникови схеми.

Композитни нагревателни елементи

Тръбни нагревателни елементи

Тръбните елементи обикновено се състоят от тънка нихромна намотка или топлоустойчива сплав под формата на тел, която е в метална тръба (неръждаеми сплави като Incoloy или мед) и прахово изолирана (магнезиев оксид).

За да се поддържа постоянна влажност в хигроскопичния изолатор, краищата са снабдени с изолационен материал като керамика или силиконова гума или комбинация от двете. Тръбата се изтегля през матрица, за да се компресира прахът и да се максимизира преносът на топлина. Те могат да бъдат прави (като при тостер) или извити, за да затворят отопляемото пространство (като в електрически фурни и кафемашини).

Полимерни нагревателни елементи

Съпротивителните нагреватели могат да бъдат направени от проводими PTC каучукови материали, където съпротивлението намалява с повишаване на температурата. Такъв нагревател ще генерира висока мощност за загряване на вода, когато е студена и постоянно поддържа желаната температура.

Поради намаляването съпротивлениенагревател, такъв нагревателен елемент никога няма да може да произведе повече топлина от необходимото. При нагряване до определена температура PTC материалите действат като електрически изолатор и не пропускат ток, след което естествено спират да се нагряват. Температурата може да бъде избрана по време на производството, типичните температури са между 0 и 80°C (32 до 176°F).

Така нагревателният елемент, изработен от полимерни материали, е саморегулиращ се. Това означава, че независимо поддържа постоянна температура без необходимост от електронно регулиране. Самоограничаване означава, че нагревателят не е в състояние да превиши определена температура и не изисква използването на защита срещу прегряване.