Содержание
Доброго времени суток, мои дорогие читатели! В моих статьях я часто упоминаю слово ТЭН, еще нигде толком о них ничего не рассказывал. Этот недочет необходимо исправить!
Поэтому я и решил написать данную статью, в которой дам краткий ликбез по данной (достаточно обширной) теме.
А в одной из следующих статей я расскажу как подключать ТЭНы у электрического котла.
Сразу скажу, что не претендую на полноту обзора и буду рад вашим замечаниям и комментариям, на основе которых можно будет дополнить данную статью. Итак, начнем с определения.
Что такое ТЭН?
ТЭН (сокращение от трубчатый электронагреватель) — это простейший электрический нагревательный прибор, который имеет самые разнообразные области применения:
- Отопление — ТЭНы применяются в качестве нагревателей в электрических котлах, электрокаменках для саун, масляных радиаторах и так далее.
- Горячее водоснабжение — с помощью ТЭНов нагревают воду накопительные и проточные водонагреватели. Да и в обычных бытовых чайниках тоже установлен ТЭН.
В общем, сфера применения таких приборов очень широкая.
Везде, где нужно что-либо нагреть можно задуматься о применении того или иного вида ТЭНов.
Теперь давайте подробно рассмотрим основные виды трубчатых электронагревателей:
- ТЭНы для нагрева жидкостей — чаще всего при помощи таких приборов нагревают воду для тех или иных целей, но из этого правила есть исключения. Например, существуют модели, предназначенные для нагрева машинного масла или пищевых продуктов.
- ТЭНы для нагрева воздуха — и так понятно, что такими приборами нагревают воздух, но тут есть свои нюансы — наличие или отсутствие обдува и скорость обдувающего воздуха. Кроме того, воздушные ТЭНы могут быть с оребрением, при помощи которого увеличивается площадь их поверхности.
Устройство ТЭНа
Для того, чтобы понять как устроен трубчатый электронагреватель посмотрите ниже на рисунок:
- Оболочка — металлическая трубка. В качестве оболочки применяются медные, стальные или алюминиевые трубки разных диаметров.
- Контактный стержень — металлический стержень с резьбой на конце, через который подключается питание ТЭНа.
- Нагревательный элемент — спираль из сплава с высоким удельным сопротивлением.
- Наполнитель — в качестве наполнителя используется диэлектрик периклаз (белый порошок оксида магния).
- Герметизирующий материал — защищает наполнитель от попадания наружной влаги и тем самым сохраняет его свойства.
- Контактные шайбы и гайки нужны для крепления клемм.
- Изолятор — разделяет контактный стержень и оболочку ТЭНа. Нужен для защиты от утечки тока на корпус.
На рисунке указаны параметры длины. Давайте расшифруем их значение:
- L — развернутая длина нагревателя. По ГОСТу она равна сумме длин прямолинейных и изогнутых участков.
- Lа — активная длина. Равна длине нагревательного элемента.
- Lk — это длина заделки контактного стержня. Длина заделки нормируется и указывается в маркировке при помощи литеры.
- Ly — это длина пути тока утечки. Специальная нормируемая величина.
- d — диаметр ТЭНа.
Маркировка ТЭНов: расшифровка
Для того, чтобы можно было отличать одни ТЭНы от других была разработана специальная маркировка, закрепленная государственным стандартом.
Она наносится на поверхность при помощи пресса и должна находиться недалеко от изолятора.
Рассмотрим для примера такую маркировку:
- Цифрой 100 обозначена развернутая длина ТЭНа в сантиметрах.
- Буквой «А» в маркировке зашифрована глубина заделки контактного стержня (расшифровку приведу ниже).
- Цифра 13 обозначает диаметр трубки в миллиметрах.
- Цифра 1,6 обозначает мощность нагревателя в кВт.
- При помощи буквы «р» зашифрованы нагреваемая среда (в данном случае вода и слабые растворы щелочей или кислот) и материал трубки (углеродистая сталь).
- Цифра 220 обозначает напряжение питания 220 В.
- Цифра 2 — это номер формы ТЭНа (в данном случае он U-образный).
- R30 — радиус загиба ТЭНа в миллиметрах.
Теперь давайте расшифруем длину заделки контактных стержней. Смотрим ниже на рисунок:
Теперь перейдем ко второй букве в маркировке.
Приведу расшифровку наиболее популярных вариантов:
| Буква | Нагреваемая среда | Материал трубки | Максимальная удельная мощность, Вт/см2 |
| X | Вода или слабые растворы щелочей и кислот | Медь или латунь | 9 |
| P | Вода или слабые растворы щелочей и кислот | Углеродистая сталь | 15 |
| J | Вода или слабые растворы щелочей и кислот | Нержавеющая сталь | 15 |
| Z | Жиры или масла | Углеродистая сталь | 3 |
| O | Воздух или другие смеси газов (с обдувом) | Углеродистая сталь | 5 |
| S | Воздух или другие смеси газов (без обдува) | Углеродистая сталь | 2,2 |
Более подробно все расшифровано в ГОСТе 13268-88.
Для воздушных ТЭНов прописано наличие или отсутствие обдува и даже необходимая скорость воздуха.
Если вы будете использовать ТЭНы предназначенные для обдува на спокойном воздухе, то они быстро перегорят из-за слишком большой удельной мощности.
Для полноты обзора добавлю картинку с формами. Это поможет вам легче в них ориентироваться:
ТЭНы для электрических котлов отопления
Ранее я писал отдельную статью по электрическим котлам, которую тоже рекомендую прочитать.
Ну да ладно, давайте перейдем к делу. В качестве нагревательных элементов для электрических котлов применяются блоки ТЭНов.
Представляют они из себя несколько нагревателей, которые объединены вместе при помощи гайки.
Чтоб было понятнее смотрите ниже на рисунок:
Гайка может быть следующих диаметров: 1,25 дюйма, 2 дюйма и 2,5 дюйма.
Уплотняется такой блок при помощи кольцевого резинового уплотнения (если оно предусмотрено конструктивно) или при помощи подмотки нитью или ФУМ-лентой.
Что касаемо трубок, они могут быть изготовлены из углеродистой или нержавеющей стали.
Нержавейка дороже, но значительно дольше живет чем черная сталь.
При мощностях до 9 кВт, внутри котлов могут быть установлены блоки с напряжением питания 220 В.
При большей мощности, в котлах устанавливаются блоки под трехфазное напряжение 380 В.
ТЭНы для водонагревателей
Теперь перейдем к ТЭНам для водонагревателей. Они могут быть выполнены на резьбовой гайке (чаще всего диаметром 1,25 дюйма) или на фланце, который зажимается при помощи болтов. Смотрим ниже на рисунок:
Есть еще «сухие» ТЭНы. Они изолированы от воды в специальных колбах и производители утверждают, что они более безопасны, чем обычные.
Хотя все их преимущества в безопасности можно свести на нет при помощи установки УЗО, которое будет отключать питание при наличии тока утечки больше 30 мА.
Резюме статьи
Данная статья предназначена для тех, кто слабо представляет себе из чего сделан ТЭН и для чего он нужен, поэтому прошу специалистов не судить строго, а помочь дополнить ее при помощи хороших и интересных комментариев. На этом все, желаю всем удачи!
