Сферы применения и особенности трубчатых нагревателей

Доступные в нескольких диаметрах, длинах и материалах оболочки, трубчатые нагреватели ТЭНы могут иметь практически любую форму и могут припаиваться или привариваться к любой металлической поверхности. 

Очень универсальные и экономичные электрические трубчатые нагревательные элементы применяются практически во всех мыслимых типах систем отопления. Эти прочные трубчатые нагреватели являются надежным источником тепла, используемым для нагрева множества жидкостей, газов и твердых тел, и могут применяться прямо или образовывать сложные конструкции.

Трубчатые нагреватели также используются для инфракрасного отопления на открытом воздухе или в вакууме. Нагревательные элементы могут быть залиты или закреплены на металле для образования нагретых деталей. Трубчатые нагревательные элементы могут быть изготовлены по индивидуальному заказу в соответствии с вашими требованиями. Наши инженеры-конструкторы могут помочь вам в определении правильной конфигурации электрического трубчатого нагревателя. 

Сферы применения

ПРЕИМУЩЕСТВА

• Изготавливается с эпоксидными или силиконовыми уплотнениями для защиты от влаги (окисление и коррозионная стойкость)

• Изоляция оксидом магния MgO позволяет передавать тепло от резистивной проволоки к материалу оболочки и среде с более быстрым и эффективным нагревом.

• Практически безграничный набор настраиваемых вариантов формирования изгиба, включая адаптацию нагревательного элемента к параметрам помещения — для обеспечения максимально эффективного нагрева.

Конструкция

В трубчатых нагревателях Полимернагрев в качестве нагревательного элемента используется высококачественная спиральная проволока сопротивления, состоящая из 80% никеля и 20% хрома. Эта греющая спираль с обоих концов приварена к штифтам, образующим холодную секцию, длина которой варьируется в зависимости от требований сферы применения. Сборка спирали и штифта точно центрирована внутри толстой металлической трубы большого размера и встроена в изолирующий материал MgO высокого качества с чистотой 96%. Эта сборка затем уплотняется в процессе прокатки, который уменьшает внешний диаметр трубы до ее окончательного размера и превращает оксид магния  в твердое вещество, которое превосходно передает тепло , а также имеет отличные электроизоляционные качества с высокой диэлектрической прочностью. Наконец, нагреватели отжигаются внутри высокотемпературной печи, чтобы устранить внутренние напряжения, накопленные в процессе холодной штамповки и обжатия, чтобы сделать их мягкими. Затем нагревательным элементам придают особую форму или они поставляются в прямом виде. В конечный продукт добавляются соответствующие электрические разъемы.

На иллюстрации показана основная конструкция трубчатого нагревателя.

• Спираль сопротивления из нихрома приваривается плавлением к холодному контакту из стали с никелевым покрытием.
• Греющая спираль точно растянута и центрирована в металлической оболочке элемента.
• Затем оболочка заполняется порошком оксида магния класса «А» (MgO).
• Заполненная труба затем уплотняется в твердую массу, постоянно стабилизируя спираль в центре трубки, обеспечивая при этом превосходную теплопередачу и диэлектрическую прочность между нагревательным элементом и оболочкой.

Формование трубчатых нагревательных элементов

• Изоляция MgO, используемая в трубчатых нагревательных элементах, уплотняется за счет уменьшения диаметра элемента в редукционном стане.
• Затем элементы отжигают в печи с контролируемой атмосферой, чтобы снять напряжение металла (деформационное упрочнение), которое происходит во время прокатки до уменьшения размера оболочки.
• Отжиг возвращает металл в мягкое состояние, позволяя изгибать элемент практически в любую форму.
• Однако, поскольку формование также упрочняет металл, необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности, чтобы предотвратить разрушение оболочки во время изгиба или появление следов растрескивания под напряжением. 

Плотность мощности

Плотность мощности нагревателя — это мощность, рассеиваемая на квадратный сантиметр поверхности оболочки элемента, и она имеет решающее значение для надлежащего нагрева устройства и ожидаемого срока службы нагревателя. Плотность мощности рассчитывается по следующей формуле:

Плотность мощности = Мощность ТЭНа / (π × диаметр ТЭНа × Длина ТЭНа)

Для конкретного случая удельная мощность нагревательного элемента будет определять температуру оболочки ТЭНа и внутреннего сопротивления провода. Факторы, которые следует учитывать при выборе подходящей плотности мощности:

1. Многие материалы чувствительны к теплу и могут распадаться или повреждаться, если температура работы нагревательного элемента слишком высокая.
2. Воздух и другие газы, плохо проводящие тепло, требуют удельной мощности, соответствующей скорости газового потока, чтобы предотвратить перегрев элемента.
3. При нагреве жесткой воды или чистящих растворов на оболочке нагревательного элемента могут образовываться минеральные отложения, которые действуют как теплоизолятор и повышают внутреннюю температуру ТЭНа. Если эти отложения нельзя периодически удалять, используйте элемент с меньшей удельной мощностью, чтобы увеличить ожидаемый срок службы нагревателя.
4. При использовании трубчатых нагревателей в масляных погружных нагревателях, температура нагретого масла не может превышать 125°C. Наши погружные и врезные нагреватели нефтепродуктов имеют ограниченную мощность, контролируемую терморегуляторами. Фланцевые трубчатые металлические нагреватели также можно использовать для нагрева масла и нефтепродуктов, но нужно тщательно контролировать температуру работы нагревателей.

Для получения дополнительной информации и помощи обращайтесь к специалистам компании Полимернагрев.

Допуск сопротивления

Трубчатые нагревательные элементы имеют допуск сопротивления по отраслевому стандарту +10%, -5%, что соответствует допуску по мощности +5%, -10%. Проконсультируйтесь с менеджерами Полимернагрев, если для вашей сферы применения требуются более жесткие допуски.

При нагреве любого вещества очень важно, чтобы мощность нагревателя, рабочая температура и материал оболочки соответствовали конкретной нагреваемой среде. Невыполнение этого требования приведет к преждевременному выходу из строя нагревателя и/или небезопасным условиям.

Стандартные нагревательные ТЭНы для воды и воздуха

Стандартные трубчатые нагревательные элементы для любого применения. Трубчатые нагревательные элементы являются универсальным и экономичным источником тепла для широкого спектра промышленных и коммерческих применений. Стандартные диаметры:  6,5 мм, 8 мм, 8,5 мм, 9,5 мм, 10 мм, 13 мм, 16 мм. Доступны другие специальные размеры. В зависимости от диаметра, длина может достигать до 6 м. Стандартные материалы оболочки варьируются от меди и стали до трубчатых нагревателей из нержавеющей стали и сплавов Incoloy. В зависимости от диаметра и размера требуемого элемента могут быть доступны специальные материалы оболочки. Стандартные выводы включают в себя шпильку с резьбой. 

Нагревательные элементы по индивидуальному заказу могут быть любой длины, практически любой конфигурации и покрыты различными материалами в соответствии с вашими требованиями. Точно так же возможности подключения/разъединения ограничены только вашим воображением и наличием компонентов. 

Оребренные трубчатые нагреватели

Оребренные трубчатые элементы обычно используются в системах с принудительной или свободной конвекцией воздуха при низких и средних температурах. Типичное применение – подогрев чистого воздуха внутри помещений от температуры окружающей среды до 100-120°С для нагревателей со стальным оребрением и до 280°С для оребрения из нержавеющей стали. Стальные оребренные нагреватели могут работать при температуре оболочки до 400°С, а оребренные нагреватели из нержавеющей стали используются при температуре оболочки до 500°С.

Оребренные нагреватели сконструированы с использованием прочного воздушного ТЭНа в качестве основы конструкции. Оребрение непрерывно спирально наматывается на поверхность нагревательного элемента, чтобы увеличить площадь конвективной поверхности для нагрева воздуха и неагрессивных газов. Расстояние между ребрами и их размер рассчитывается и подбирается для оптимизации производительности. Затем стальные ленты оребрения припаиваются в печи, прикрепляя их к оболочке для повышения эффективности теплопередачи. Это позволяет достичь более высоких уровней мощности при той же площади проходного сечения и обеспечивает более низкие температуры оболочки, что продлевает срок службы нагревателя. Для более высоких температур или агрессивных сред доступны ребра из нержавеющей стали, надежно намотанные на оболочку. При установке нагревателей следует учитывать такие условия применения, как вибрация и наличие токсичных/воспламеняющихся сред.

Оребренные трубчатые нагревательные элементы более безопасны в эксплуатации, чем нагреватели с открытой спиралью, поскольку риск возгорания от горючих частиц в потоке и поражения электрическим током сведен к минимуму. Увеличенный срок службы и меньшая потребность в техническом обслуживании достигается благодаря прочной конструкции.