Нагрівальні елементи – визначення і типи

У сьогоднішній темі ми розглянемо різні типи електричних нагрівальних елементів і виділимо важливу інформацію, яку повинен мати замовник при виборі нагрівача. Ми виділимо особливості різних варіантів нагрівачів, щоб при подальшій їх експлуатації користувач не ніс зайвих витрат. У статті наводяться приклади з досвіду, а також офіційні технічні документи компанії.

Що таке нагрівальний елемент?

Нагрівальний елемент – це компонент, який складається як з електропровідного, так і з ізоляційного матеріалу, призначений для нагріву. Давайте розберемося з цим.

Нагрівальний елемент – це більше, ніж просто сплав, що перероблює ток в тепло. Він являє собою набір деталей, в які входить корпусна основа, ізоляційний матеріал і сполучні елементи. Наприклад, в разі відкритого спірального нагрівача нагрівальний сплав зазвичай утримується або підвішується за допомогою слюдяних або керамічних ізоляторів. Клеми забезпечують надійне з’єднання спіралі з мережею.

Основним ядром електричного нагрівача є резистивний сплав. Він під впливом струму перетворює електричну енергію в теплову. Саме в цій частині нагрівача виникає електричне навантаження. Перетворення струму в тепло, таким чином, називають резистивним або джоулевим нагрівом.

Різні типи нагрівачів призначаються для досягнення певних цілей. Вибір нагрівача залежить не тільки від того які матеріали внесені в його конструкцію. Важливе значення має дизайн нагрівального елементу. До гріючого елементу, чи то стрічка або спіраль, підбирається найбільш належний тип ізолятора для забезпечення якісного функціоналу. Кваліфікація в роботі інженера-конструктора має велике значення, адже він повинен не тільки підібрати самі підходящі матеріали для нагрівача, а й надати йому потрібної і максимально правильної форми.

Типи матеріалів для електрообігрівача

В основу нагрівача можуть входити такі елементи як дріт різних сплавів високого опору, стрічка, фольгований матеріал. Нагрівач також може містити кераміку, пластик або силікон через які проходить гріючий елемент, що проводить струм. Вибір кращих матеріалів для роботи включає в себе ретельне розуміння властивостей матеріалів, а також знання того, де знайти найкращі витратні матеріали для кожного застосування.

Металевий дріт і стрічкові сплави

Всі металеві нагрівальні елементи мають фізичні, термічні, електричні та металургійні властивості. Ці властивості матеріалу необхідно враховувати при виборі найкращого рішення для кожної області застосування. Температурно-залежні відмінності, такі як електричний опір і теплове розширення, будуть варіюватися в залежності від матеріалу. При проектуванні нагрівача можуть виникати багато проблем, оскільки властивості різних матеріалів нагрівальних елементів мають тенденцію змінюватися в залежності від умов навколишнього середовища і навантаження.

Нагрівальні елементи, які використовуються в звичайних приладах, виготовляються з металевих сплавів високого опору, таких як Fe-Cr-Al і Ni-Cr (Fe). У них є здатність створювати температуру, достатню для того, щоб елемент розжарився до червоного, в районі 600 ° C і вище. Нагрівачі, що працюють при температурах нижче цього діапазону, можуть бути виготовлені з набагато більш широкого діапазону матеріалів. Використовуватися можуть такі елементи, як мідь, нікель, алюміній, молібден, залізо і вольфрам, а також сплави, що містять комбінації цих елементів.

Сплави для резистивного нагрівання містять різні пропорції хімічних елементів в залежності від замовленого вами дроту і того, хто його виробляє. Зазвичай ми використовуємо сплав на основі нікелю: 80 Ni, 20 Cr (80% нікелю, 20% хрому). Пропорції в його складі відрізняються від пропорцій 60 Ni, 16 Cr (60% нікелю, 16% хрому). Ці два сплаву мають дуже різні властивості. Розумний інженер отримує вигоду з властивостей матеріалу для досягнення більшої ефективності, надійності, продуктивності, вартості та безпеки при експлуатації нагрівача.

Способи установки нагрівачів

Фіксація гріючих елементів здійснюється за допомогою електроізоляційних матеріалів. Гофровані, спіральні або прямі елементи нагріву з дроту зазвичай класифікують залежно від типу їх контакту з навколишнім середовищем. Вони можуть встановлюватися за допомогою підпірок, вбудовуватися в попередньо підготовлений отвір або монтуватися в канали відкритого типу. Спосіб фіксації визначає те, як влаштований обігрівач і як може передаватися тепло.

Підтримка

Як підпірки зазвичай використовуються керамічні ізолятори. Фіксація відбувається в декількох точках. З одного боку, ми можемо прагнути обмежити кількість точок контакту, щоб знизити складності в установці, заощадити матеріали і виробничі витрати. З іншого боку, ми можемо спробувати додати точки дотику, щоб підтримувати повітряний потік і мінімізувати провисання елемента. Підвісні елементи передають тепло за рахунок конвекції і випромінювання.

Вбудований нагрівальний елемент

У вбудованому нагрівальному елементі провід укладений в ізоляційний матеріал. Оскільки він знаходиться в повному контакті з ізолятором, елемент може передавати тепло тільки шляхом теплопровідності. Прикладом цього є патронний нагрівач. Спіраль нагрівального елементу закріплена всередині корпусної трубки і оточена ізоляційним матеріалом MgO. Тепло передається безпосередньо від котушки з дротом до MgO і до зовнішньої оболонки, яка передає тепло об’єкту.

Канальний монтаж

Цей тип інтеграції знаходиться десь між підвісним і вбудованим типом фіксації. Велика частина нагрівального елементу буде добре підтримуватися в багатьох точках контакту. Насправді це може бути спіраль, що лежить в каналі. Вона не замурована ізоляційним матеріалом. Провідність, конвекція і випромінювання – все це форми передачі тепла від елемента нагрівання встановленого в канали.

Мікроелементи в складі сплаву

Сплав з певним опором від одного виробника нагрівальних елементів не обов’язково буде демонструвати однакові властивості при поставці від іншого виробника. Здавалося б, абсолютно схожі матеріали навіть від різних виробників повинні мати одні й ті ж самі властивості. Але, в їх склад можуть входити різні мікроелементи, як доповнення однойменних елементів, що і змінює загальні властивості кінцевого матеріалу.

Мікроелементи бувають двох видів: забруднюючі і поліпшуючі. Забруднення мають небажаний ефект, наприклад коротший термін служби і обмежений температурний діапазон. Використовують їх з метою економії, тому що витрати на них невеликі. Корисні мікроелементи підвищують адгезію оксидного шару, збільшують здатність зберігати форму і забезпечують більш тривалий термін служби дроту при більш високих температурах.

Досвідчений інженер-конструктор порівняє властивості сплаву, відфільтрує компроміси і вибере найкращий сплав нагрівального елементу і розміри матеріалу для роботи. Потім він буде працювати з виробництвом, щоб додати матеріалу розмірну форму і орієнтацію, які забезпечать найкращий результат для вашого застосування. Хороший магазин нестандартних нагрівачів розуміють, як виготовляються матеріали для тенів. Вони стежать за ринком, хорошими відносинами з постачальниками і вигідними цінами на матеріали.

Нагрівачі технологічного повітря

Нагрівачі технологічного повітря – це компоненти гарячого повітря, що використовуються в промислових і комерційних процесах. Кожен з них призначений для роботи в певному діапазоні температур, повітряних потоків і тиску повітря. В основному їх використовують при сушінні, затвердженні, плавленні, різанні, випічці, термоусадці, розпаювання, металізації, стерилізації, очищення повітрям, ламінуванні, активації клею.

Відкрита спіраль

Відкритий спіральний елемент нагріву з керамічними ізоляторами зазвичай виготовляють з NiCr або FeCrAl. Фіксують їх за допомогою ізоляторів.

Вони призначені для прямого теплового впливу від нагрівального елементу на повітряний потік. Форма спірального нагрівача дозволяє укласти його в пази так, щоб велика площа нагрівача мала максимальний вплив на середовище, яке необхідно нагріти. Дані нагрівач проектують так, щоб максимально виключити ризики провисання і забезпечити рівномірну температурну подачу.

Гнучкі нагрівачі

Гнучкі нагрівачі – ці нагрівачі гріють контактні поверхні і легко піддаються згинанню, щоб відповідати поверхні. В процесі виробництва і перед початком експлуатації їм можна надати форму складної геометрії. Гнучкі нагрівачі мають гарну діалектичну силу і стійкість до багатьох хімічних речовин.

Силіконові нагрівачі

Електронагрівачі із силіконової гуми містять один або кілька нагрівальних елементів, затиснутих всередині двох частин вулканізованої силіконової гуми. Силікон є відмінним електроізолятором і теплопровідником. Нагрівачі із силіконової гуми – це довговічні і універсальні теплові провідники. Їм можна надати будь-яку форму. Завдяки відмінній здатності вигину силіконові нагрівачі можна використовувати для різних додатків включаючи вигнуті поверхні і поверхні незвичайної форми.

Вбудовувані нагрівальні елементи

У даного типу нагрівачів електропровідник, що генерує тепло, замурований усередині електроізоляційного матеріалу з високою теплопровідністю.

Патронні нагрівачі

Патронний нагрівач містить електричну резистивну спіраль, оточену ізолюючим порошком (зазвичай оксид магнію) і упаковану в оболонку конічної форми. Виведення прикріплені з одного кінця. Цей тип нагрівача зазвичай вставляється в циліндричний отвір. Надзвичайно важливі розмір і форма отвору, а також розмір і форма нагрівального елементу.

Перед тим, як підключити нагрівач до мережі слід переконатися, що він щільно засаджений, це забезпечить безпечну і ефективну передачу тепла. Але, в той же час нагрівач повинен встановлюватися не сильно туго, інакше при його заміні витягнути патронник буде дуже складно. У деяких випадках патронний нагрівач використовується для нагріву рідини і для збільшення площі поверхні його можна оснастити ребрами.

Плоский нагрівач

В основному виготовляється плоский нагрівач в прямокутній формі. Як ізолятор часто може використовуватися слюда. Резистивний елемент намотується на міканіт і затискається двома шматками слюди і потім поміщений в металеву оболонку. У деяких випадках може використовуватися без металевої оболонки.

Стрічкові нагрівачі можуть бути оснащені ребрами, а також можуть бути виготовлені спеціально для екстремальних умов навколишнього середовища. Для цього нагрівача існує безліч стилів клем. Можливі вирізи і інші модифікації форми.

Кільцеві нагрівачі

Елементи, що входять в конструкцію кільцевого Тена ідентичні плоским нагрівачам. Головною відмінністю є форма. Кільцеві нагрівачі використовуються для нагрівання рідин і для плавлення твердих тіл. Останній вид застосування дуже поширений в індустрії переробки пластмас, де пластикові гранули необхідно нагріти до достатньої температури. Такий нагрів сам по собі не плавить пластик, а готує матеріал до механічного процесу обробки. Встановлюють кільцеві ТЕНи на циліндричну поверхню обладнання, всередині якої працює шнек.

Трубчасті нагрівачі

Трубчасті нагрівачі мають резистивну спіраль, оточену ізолюючим порошком, укладену в металеву оболонку. Клеми виходять з обох кінців нагрівача. Цей тип нагрівача зазвичай має круглий поперечний переріз, хоча може бути виготовлений і іншої форми, наприклад, квадратної або трикутної. Трубчасті нагрівачі часто виготовляються з вигинами і закругленнями для найкращої підтримки заданої температури.

Залишайте заявку на сайті «ТЕН24» і ми самі зв’яжемося з вами, щоб допомогти підібрати найбільш підходящий тип нагрівача з усіма комплектуючими. Стандартні вироби відправляються замовнику в день оформлення заявки. Терміни виготовлення нестандартних нагрівачів залежать від складності замовлення, зазвичай це займає 3-5 робочих дні.

Типи нагрівальних елементів конвекторів. Який краще?

Типи нагрівальних елементів конвекторів. Який краще?

Електричні конвектори можуть комплектуватися різними типами нагрівальних елементів:

Zig Zag (гольчастий, стрічковий, стич) нагрівальний елемент є конструкцією з діелектричної основи і закріпленою на ній у формі зигзагу струмопровідної нагрівальної стрічки зі сплаву нікелю і хрому. Технологія даного нагрівального елементу розроблена більше 50 років тому, успішно застосовується і користується попитом завдяки своїй невисокій вартості.

Під час роботи стич-елемент розжарюється до температури 300-400 ° С і швидко, протягом 5-10 секунд, виходить на робочий температурний режим.

Висока температура відкритої розпеченої нагрівальної ніхромової нитки є джерелом підвищеної пожежної небезпеки. Враховуючи цей фактор і те, що конструкція конвектора повністю не захищена від попадання вологи, даний тип обігрівачів відноситься до класу захисту IP20 і не рекомендується до встановлення у ванних кімнатах.

Трубчастий електронагрівач (ТЕН) представлений металевою трубкою з розташованою всередині ніхромовою нагрівальною ниткою та заповненою теплопровідним електроізолятором (кварцовим піском). Для підвищення ефективності віддачі тепла навколишньому повітрі поверх трубки монтується алюмінієва сорочка у вигляді ребра. Форма ребер може бути різною. З недоліків ТЕН слід відзначити тривалий час розігріву, зниження ККД через складову конструкцію, а також наявність скрипів і клацаючих звуків, які виникають через різницю в ступені розширення сталевої трубки та алюмінієвої сорочки.

Який нагрівальний елемент краще?

Нагрівальний елемент – це серце конвектора, тому перед підбором потужності, розмірів, типу керування електроконвектором і вибору дизайну необхідно визначитися з видом нагрівального елемента обігрівача.

Голчасті ститч-нагрівачі є застарілою технологією і її використання поступово відходить на задній план. Більшість виробників продовжують її застосовувати через низьку вартість і нескладність виробництва.

Конвектори з ТЕН більш надійні, мають клас захисту IP 24. Рекомендуємо віддавати перевагу саме їм, незважаючи на більш високу вартість, ніж обігрівачі з голчастими (стрічковими) нагрівальними елементами.

Якщо ви шукаєте надійне та енергоефективне рішення для обігріву вашого будинку, необхідно звернути увагу на електроконвектори Термія, доступні в інтернет-магазині кліматичної техніки Термія. Замовивши їх у нас, ви можете бути впевнені у довговічності та якості цієї продукції.

Електроконвектори Термія не лише забезпечать ваш будинок комфортним теплом, а й стануть стильним та органічним доповненням до вашого інтер’єру. Вони ефективно розподіляють тепло, що допоможе заощадити кошти на опаленні.

Крім того, купуючи продукцію в інтернет-магазині кліматичної техніки Термія, ви отримуєте можливість швидкої доставки до найближчого до Вас відділення Нової Пошти. Це гарантує, що ваш електроконвектор Термія буде у вас у найкоротший термін, готовий зігріти ваш будинок.

Не пропустіть шанс зробити свій будинок більш комфортним та економічним, замовивши електроконвектори Термія прямо зараз.