Воздушный ТЭН: виды, характеристики, преимущества и недостатки

Классические трубчатые электронагреватели (ТЭНы) ассоциируются с бытовой техникой и оборудованием, которое использует в качестве рабочей среды различные жидкости. В частности, такие электроприборы входят в состав бойлерных установок, стиральных машин, некоторых котельных станций и отопительных агрегатов. В свою очередь, воздушный ТЭН встречается реже, но и его функция находит свое место в самых разных областях. Такие модели используются в случаях, когда требуется нагреть воздушные или газовые смеси. Это могут быть электрические калориферы, саунные печи, тепловые завесы с пушками, некоторые модификации конвертеров и т. д.

Разновидности воздушных ТЭНов

Основная классификация базируется на принципах работы с разными средами. В первую очередь ТЭНы такого типа различаются по способности работать в движущихся и спокойных средах. К примеру, воздушный ТЭН, предназначенный для активных сред, имеет более прочную конструкцию, обеспечивающую долговечность элемента. Модели, работающие в спокойных условиях, изготавливаются из менее прочных и термически защищенных материалов.

Различаются модели воздушных ТЭНов и по сферам применения. Здесь важно отметить зависимость решаемых данным элементом задач от показателя поддерживаемого напряжения. Классический ТЭН воздушный 220В можно рассматривать в качестве универсального. Его используют и в оснащении бытовых приборов, и в некоторых производственных областях для нагрева технологических жидкостей. В специализированных промышленных сферах использования таких электронагревателей чаще применяются модели на 380-660 В.

Материалы изолятора

Традиционный воздушный ТЭН включает в себя металлическую трубку и спираль, изготовленную из проволоки с повышенным электрическим сопротивлением. Чтобы конструкция могла поддерживать достаточную герметичность, функциональные компоненты плотно примыкают друг к другу, а в дополнение также применяется специальный изолятор.

Перед пользователями часто встает принципиальный выбор материала, из которого был произведен элемент. Чаще всего воздушные ТЭНы с оребрением из металла изготавливаются из углеродной или нержавеющей стали. Нельзя сказать, какой вариант будет во всех случаях предпочтительным, поскольку каждая среда предполагает свои параметры воздействия на материал. Общим же качеством для обоих материалов является способность противодействовать процессам коррозии. Правда, в случае с воздушными средами к этому свойству требования не столь высоки, как при эксплуатации в жидкостных средах.

Особенности гибких воздушных ТЭНов

Гибкие элементы демонстрируют высокотехнологичный подход к организации функции нагрева. Они отличаются тем, что даже руками без применения специального инструмента пользователь может придать изделию ту или иную форму. Важно подчеркнуть, что гибкая структура нисколько не принижает рабочие качества устройства – ТЭН вполне может конкурировать в показателях термической стойкости и мощности с традиционными моделями, в том числе и жидкостными. Применяются ТЭНы воздушные электрические в специальном горячеканальном оборудовании и пресс-формах. То есть специфика эксплуатации сама обусловила необходимость создания гибкой структуры. В некотором отношении получается контурный нагрев целевого участка.

Технические характеристики

Несмотря на то что воздушные модели не так распространены по сравнению с жидкостными аналогами, производители выпускают их в огромном ассортименте. Характеристики весьма разнообразны и по конструкционным, и по рабочим параметрам. В частности, контактный стержень имеет в длине от 4 до 60 сантиметров – в зависимости от этого значения подбирается и сфера применения. Впрочем, чаще всего именно место назначения определяет параметры конфигурации и размеров нагревательного элемента.

Что касается диаметра, то он варьируется в среднем от 8 до 16 мм. Различны модели и по непосредственной способности нагрева, которая в данном случае отражается мощностью. Наибольшее распространение получил ТЭН воздушный 2 кВт, который в большинстве случаев работает под напряжением 380 В. Разве что модели длиной порядка 40 см поддерживают 220 В. Кроме того, в разных областях используются также нагреватели мощностью 0,2 кВт и промышленные модели на 10 кВт.

Преимущества и недостатки воздушных ТЭНов

У таких нагревателей множество преимуществ. Они не ориентированы на испытания угрозами коррозийного поражения, но зато контакт с агрессивными газовоздушными смесями обусловил их стойкость к другим эксплуатационным факторам. К достоинствам изделий относят их повышенную физическую прочность, термическую защищенность, а также способность не утрачивать свои основные качества под действием высоких нагрузок и вибраций. Помимо этого, воздушный ТЭН отличается разнообразием конфигураций, что подтверждают и модели с оребрением, и гибкие версии.

Минусы также есть у воздушных ТЭНов. Они выражаются в сложности обслуживания и необходимости детального исследования рабочих сред для выбора оптимально подходящего элемента.

Монтаж воздушных электронагревателей

Обычно крепление выполняется с помощью механических фиксаторов, представленных скобами, зажимами, втулками, а также хомутами. Распространен и метод пайки, но он требует особой осторожности при выполнении. Например, точки спайки должны располагаться в 40-50 мм от торцов элемента. В свою очередь, гибкий воздушный ТЭН крепится или с помощью специальных клеевых растворов, или путем механического давления со сторон пазов, в которые он укладывается.

Нюансы обслуживания воздушных ТЭНов

Хотя производители стремятся наделять трубчатые электронагреватели повышенными технико-физическими качествами защиты, долговечная эксплуатация приборов возможна только при соблюдении специальных мер по обслуживанию. С разной периодичностью в зависимости от условий эксплуатации требуется выполнение чистки рабочих поверхностей от загрязнений. Если применяется ТЭН гибкий воздушный, то может потребоваться и смазка защитными составами места интеграции элемента. Также перед самым первым сеансом применения нагревательное устройство необходимо избавить от консервационной смазки, которая может стать помехой теплоотдаче.

Заключение

Успешность применения нагревательных элементов такого типа во многом зависит от того, насколько правильно был произведен анализ рабочей среды. И соответственно, от корректности подбора соответствующей модели элемента. В частности, ТЭНы воздушные электрические оцениваются не только с точки зрения способности работы в условиях подвижных и спокойных сред, но и в показателях эффективности эксплуатации под разными температурами.

Стандартный диапазон рабочих температур для воздушных электронагревателей варьируется от 450 °С до 600 °С. Но и здесь важно рассчитывать, смогут ли отдельные компоненты устройства выдерживать пиковые нагрузки при длительных сеансах эксплуатации. Ведь не стоит забывать, что и помимо температурного воздействия некоторые газовоздушные среды негативно и даже разрушающе влияют на металлические поверхности элементов.