Grzałki elektryczne rurkowe — elementy grzejne: urządzenie, dobór, działanie, podłączenie elementów grzejnych

Każda elektryczna grzałka oporowa jest wysokooporowym opornikiem (elementem grzejnym) wyposażonym w urządzenia pomocnicze do podania prądu, izolacji elektrycznej, zabezpieczenia przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz mocowania.

Rurowe grzejniki elektryczne (elementy grzejne) to najczęściej stosowane urządzenia elektrotermiczne do nisko i średniotemperaturowych instalacji grzewczych. Są całkowicie chronione przed wpływami zewnętrznymi, w tym przed dostępem powietrza.

Urządzenie z elementem grzejnym

Zwykle element grzejny składa się z cienkościennej (0,8 - 1,2 mm) metalowej rurki (osłony), w której umieszczona jest spirala z drutu o wysokiej rezystancji. Końce cewki połączone są z drążkiem stykowym, którego zewnętrzne przewody służą do podłączenia grzałki do zasilania.Materiałem rury może być stal węglowa, jeżeli temperatura powierzchni elementu grzejnego podczas pracy nie przekracza 450 g. C i stali nierdzewnej w wyższych temperaturach lub gdy element grzejny pracuje w środowisku korozyjnym.

Urządzenie z elementem grzejnym. Rurowy grzejnik elektryczny (TEN) o konstrukcji hermetycznej: 1 — spirala nichromowa, 2 — rura, 3 — wlew, 4 — kołek prowadzący, 5 — tuleja uszczelniająca, 6 — nakrętka mocująca, 7 — zaciski.

Spirala jest izolowana od rury wypełniaczem o wysokich właściwościach elektroizolacyjnych i dobrej przewodności cieplnej. Najczęściej jako wypełniacz stosuje się peryklaz (krystaliczna mieszanina magnezu). Po napełnieniu nadzienia rurki elementu grzejnego są pod ciśnieniem. Pod wysokim ciśnieniem peryklaz zamienia się w monolit, który niezawodnie mocuje spiralę wzdłuż osi rurki elementu grzejnego. Sprasowany element grzejny można wygiąć w celu uzyskania wymaganego kształtu. Pręty stykowe elementu grzejnego są izolowane od rury izolatorem, końce są uszczelnione odpornym na wilgoć lakierem silikonowym.

Zalety i wady elementów grzejnych

Zaletą elementów grzejnych jest elastyczność, niezawodność i bezpieczeństwo obsługi. Mogą być stosowane w kontakcie z mediami gazowymi i ciekłymi. Elementy grzejne nie boją się wibracji i wstrząsów, ale nie są też przeciwwybuchowe. Temperatura robocza elementów grzejnych może osiągnąć 800 gr. C, co pozwala na ich stosowanie nie tylko w przewodowych i konwekcyjnych instalacjach grzewczych, ale również jako emitery w instalacjach grzewczych promiennikowych (podczerwień).Dzięki uszczelnieniu spiral żywotność elementów grzejnych sięga 10 tysięcy godzin.

Elementy grzejne są produkowane w różnych wersjach, co pozwala na włączenie ich do różnych instalacji, od pieców przemysłowych po domowe grzejniki elektryczne. Oprócz zwykłej konstrukcji produkowane są jednostronne elementy grzejne z wkładem o średnicy od 6,5 do 20 mm, które charakteryzują się dużą mocą właściwą powierzchni, a także płaskie elementy grzejne z rozwiniętą powierzchnią wymiany ciepła.

Wady elementów grzejnych to duże zużycie metalu i cena ze względu na zastosowanie drogich materiałów (nichrom, stal nierdzewna), niezbyt długa żywotność, brak możliwości naprawy przy spalić spiralę.

Grzejnik elektryczny rurowy trzyelementowy NV-5.4/9.0

Jak wybrać element grzejny

TEN o mocy od 15 W do 15 kW produkowane są w jednostkach o długości od 250 do 6300 mm, średnicy zewnętrznej od 7 do 19 mm i napięciu znamionowym od 12 do 380 V w wykonaniu jedno lub trzyelementowym.

Przy doborze elementów grzejnych należy wziąć pod uwagę: przeznaczenie elementu grzejnego, jego moc, napięcie zasilania, warunki pracy (ogrzewane środowisko, charakter ogrzewania, warunki wymiany ciepła, wymagana temperatura).

Siła, jaką można usunąć z jednostkowej powierzchni rurki elementu grzejnego (obciążenie właściwe), zależy od warunków pracy, materiału rurki i materiału wypełniającego.

Elementy grzejne dobiera się z obliczonej mocy potrzebnej do podgrzania czynnika: Pobliczenie = (Kz x Ppol) / sprawność, gdzie Kz — współczynnik bezpieczeństwa (1,1 — 1,3), sprawność — sprawność z uwzględnieniem strat mocy.

Z katalogu znaleziono element grzejny, który spełnia warunki pracy dla napięcia, mocy. temperaturę obudowy i ogrzewanego otoczenia, a także kształt, możliwość umieszczenia elementu grzejnego w przestrzeni roboczej. Następnie określa się liczbę elementów grzejnych w zależności od Pcalc i mocy jednostkowej elementów grzejnych.

Praca z elementami grzejnymi

Główne przyczyny awarii elementów grzejnych w trakcie pracy — naruszenie szczelności zacisków, uszkodzenie korozji obudowy, pęknięcie spirali na skutek przegrzania. Przyczyny te są spowodowane nadmiernym naprężeniem prętów stykowych podczas podłączania przewodów do elementów grzejnych, tworzeniem się warstwy kamienia na powierzchni rurki elementu grzejnego.

Niezawodność działania rurowych grzejników elektrycznych można zwiększyć stosując się do następujących zaleceń:

1) Podczas podłączania przewodów do elementów grzejnych nie należy przykładać nadmiernej siły do ​​nakrętek prętów stykowych, w wyniku czego naruszona zostanie szczelność końcówek wyjściowych elementu grzejnego.

2) Konieczne jest wyłączenie działania elementów grzejnych bez wody.

3) 1 raz na 2-3 miesiące należy czyścić powierzchnię elementów grzejnych z kamienia, unikając osadów na elementach grzejnych o grubości większej niż 2 mm.