Σωληνοειδείς ηλεκτρικοί θερμαντήρες — θερμαντικά στοιχεία: συσκευή, επιλογή, λειτουργία, σύνδεση θερμαντικών στοιχείων

Κάθε θερμαντήρας ηλεκτρικής αντίστασης είναι ένα υψηλής αντίστασης (θερμαντικό στοιχείο) εξοπλισμένο με βοηθητικές συσκευές παροχής ρεύματος, ηλεκτρική μόνωση, προστασία από μηχανικές βλάβες και στερέωση.

Οι σωληνοειδείς ηλεκτρικοί θερμαντήρες (θερμαντικά στοιχεία) είναι οι πιο κοινές ηλεκτροθερμικές συσκευές για εγκαταστάσεις θέρμανσης χαμηλής και μέσης θερμοκρασίας. Προστατεύονται πλήρως από εξωτερικές επιρροές, συμπεριλαμβανομένης της πρόσβασης στον αέρα.

Συσκευή με θερμαντικό στοιχείο

Συνήθως, το θερμαντικό στοιχείο αποτελείται από έναν μεταλλικό σωλήνα (θηκάρι) με λεπτό τοίχωμα (0,8 — 1,2 mm) στον οποίο τοποθετείται μια σπείρα από σύρμα υψηλής αντίστασης. Τα άκρα του πηνίου συνδέονται με μια ράβδο επαφής, τα εξωτερικά καλώδια της οποίας χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση του θερμαντήρα με την παροχή ρεύματος.Το υλικό του σωλήνα μπορεί να είναι ανθρακούχο χάλυβας εάν η θερμοκρασία επιφάνειας του θερμαντικού στοιχείου σε λειτουργία δεν υπερβαίνει τα 450 g. C και ανοξείδωτο χάλυβα σε υψηλότερες θερμοκρασίες ή όταν το θερμαντικό στοιχείο λειτουργεί σε διαβρωτικά περιβάλλοντα.

Συσκευή με θερμαντικό στοιχείο. Σωληνοειδής ηλεκτρικός θερμαντήρας (TEN) με ερμητική σχεδίαση: 1 — σπειροειδής νίκρωμα, 2 — σωλήνας, 3 — πλήρωσης, 4 — μολύβδινη περόνη, 5 — στεγανοποιητικό χιτώνιο, 6 — παξιμάδι στερέωσης, 7 — ακροδέκτες.

Η σπείρα είναι μονωμένη από τον σωλήνα με πληρωτικό με υψηλές ιδιότητες ηλεκτρικής μόνωσης και καλή θερμική αγωγιμότητα. Τις περισσότερες φορές, η περικλάση (ένα κρυσταλλικό μείγμα μαγνησίου) χρησιμοποιείται ως πληρωτικό. Μετά την πλήρωση της γέμισης, οι σωλήνες του θερμαντικού στοιχείου υπόκεινται σε πίεση. Υπό υψηλή πίεση, ο περίκλας μετατρέπεται σε μονόλιθο, ο οποίος στερεώνει αξιόπιστα τη σπείρα κατά μήκος του άξονα του σωλήνα του θερμαντικού στοιχείου. Το συμπιεσμένο στοιχείο θέρμανσης μπορεί να λυγίσει για να δώσει το απαιτούμενο σχήμα. Οι ράβδοι επαφής του θερμαντικού στοιχείου είναι μονωμένοι από τον σωλήνα με μονωτή, τα άκρα σφραγίζονται με βερνίκι πυριτίου ανθεκτικό στην υγρασία.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των θερμαντικών στοιχείων

Το πλεονέκτημα των θερμαντικών στοιχείων είναι η ευελιξία, η αξιοπιστία και η ασφάλεια των υπηρεσιών. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε επαφή με αέρια και υγρά μέσα. Τα θερμαντικά στοιχεία δεν φοβούνται τους κραδασμούς και τους κραδασμούς, αλλά ούτε και αντιεκρηκτικά. Η θερμοκρασία λειτουργίας των θερμαντικών στοιχείων μπορεί να φτάσει τα 800 γρ. C, που ικανοποιεί τη χρήση τους όχι μόνο σε εγκαταστάσεις αγώγιμης και συναγωγής θέρμανσης, αλλά και ως εκπομπών σε εγκαταστάσεις θέρμανσης με ακτινοβολία (υπέρυθρη).Λόγω της στεγανοποίησης των σπειρών, η διάρκεια ζωής των θερμαντικών στοιχείων φτάνει τις 10 χιλιάδες ώρες.

Τα θερμαντικά στοιχεία κατασκευάζονται σε ποικίλα σχέδια, επιτρέποντάς τους να ενσωματωθούν σε μια ποικιλία εγκαταστάσεων που κυμαίνονται από βιομηχανικούς κλιβάνους έως οικιακούς ηλεκτρικούς θερμαντήρες. Εκτός από τον συνηθισμένο σχεδιασμό, παράγονται θερμαντικά στοιχεία μονής άκρης με φυσίγγιο διαμέτρου 6,5 έως 20 mm, τα οποία χαρακτηρίζονται από υψηλή ειδική επιφανειακή ισχύ, καθώς και επίπεδα θερμαντικά στοιχεία με ανεπτυγμένη επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας.

Τα μειονεκτήματα των θερμαντικών στοιχείων περιλαμβάνουν υψηλή κατανάλωση μετάλλου και τιμή λόγω χρήσης ακριβών υλικών (νικρώμα, ανοξείδωτο χάλυβα), όχι πολύ υψηλή διάρκεια ζωής, αδυναμία επισκευής σε σπείρα καύσης.

Σωληνοειδής ηλεκτρική θερμάστρα τριών στοιχείων NV-5.4/9.0

Πώς να επιλέξετε ένα στοιχείο θέρμανσης

Τα TEN με ισχύ από 15 W έως 15 kW παράγονται σε μονάδα μήκους 250 έως 6300 mm, εξωτερικής διαμέτρου 7 έως 19 mm και ονομαστικής τάσης 12 έως 380 V σε σχέδιο ενός ή τριών στοιχείων.

Κατά την επιλογή θερμαντικών στοιχείων, είναι απαραίτητο να λάβετε υπόψη: τον σκοπό του θερμαντικού στοιχείου, την ισχύ του, την τάση τροφοδοσίας, τις συνθήκες λειτουργίας (θερμασμένο περιβάλλον, φύση της θέρμανσης, συνθήκες ανταλλαγής θερμότητας, απαιτούμενη θερμοκρασία).

Η δύναμη που μπορεί να αφαιρεθεί από μια επιφάνεια μονάδας του σωλήνα του θερμαντικού στοιχείου (ειδικό φορτίο) εξαρτάται από τις συνθήκες λειτουργίας, το υλικό του σωλήνα και το υλικό πλήρωσης.

Τα θερμαντικά στοιχεία επιλέγονται από την υπολογισμένη ισχύ που απαιτείται για τη θέρμανση του μέσου: Υπολογισμός = (Kz x Ppol) / απόδοση, όπου Kz — συντελεστής ασφάλειας (1,1 — 1,3), απόδοση — απόδοση, λαμβάνοντας υπόψη τις απώλειες ισχύος.

Από τον κατάλογο, βρίσκεται ένα θερμαντικό στοιχείο που πληροί τις συνθήκες λειτουργίας για τάση, ισχύ. τη θερμοκρασία του περιβλήματος και του θερμαινόμενου περιβάλλοντος, καθώς και το σχήμα, τη δυνατότητα τοποθέτησης του θερμαντικού στοιχείου στο χώρο εργασίας. Στη συνέχεια προσδιορίζεται ο αριθμός των θερμαντικών στοιχείων ανάλογα με το Pcalc και τη μονάδα ισχύος των θερμαντικών στοιχείων.

Εργασία με θερμαντικά στοιχεία

Οι κύριες αιτίες αστοχίας των θερμαντικών στοιχείων κατά τη διάρκεια της εργασίας — παραβίαση της στεγανοποίησης των ακροδεκτών, ζημιά διάβρωσης στο περίβλημα, σπάσιμο της σπείρας λόγω υπερθέρμανσης. Αυτοί οι λόγοι προκαλούνται από την υπερβολική πίεση στις ράβδους επαφής κατά τη σύνδεση των καλωδίων στα θερμαντικά στοιχεία, τον σχηματισμό ενός στρώματος αλάτων στην επιφάνεια του σωλήνα του στοιχείου θέρμανσης.

Η αξιοπιστία της λειτουργίας των σωληνωτών ηλεκτρικών θερμαντήρων μπορεί να αυξηθεί ακολουθώντας τις ακόλουθες συστάσεις:

1) Κατά τη σύνδεση των καλωδίων στα θερμαντικά στοιχεία, μην ασκείτε υπερβολική δύναμη στα παξιμάδια της ράβδου επαφής, με αποτέλεσμα να διαταράσσεται η στεγανότητα των άκρων εξόδου του θερμαντικού στοιχείου.

2) Είναι απαραίτητο να απενεργοποιήσετε τη λειτουργία των θερμαντικών στοιχείων χωρίς νερό.

3) Είναι απαραίτητος ο καθαρισμός των αλάτων από την επιφάνεια των αντικειμένων 1 φορά κάθε 2-3 μήνες, αποφεύγοντας τις εναποθέσεις στα θερμαντικά στοιχεία με πάχος άνω των 2 mm.