Riscaldatori elettrici tubolari - elementi riscaldanti: dispositivo, selezione, funzionamento, collegamento degli elementi riscaldanti

Ogni riscaldatore a resistenza elettrica è una resistenza ad alta resistenza (elemento riscaldante) dotata di dispositivi ausiliari per l'alimentazione di corrente, l'isolamento elettrico, la protezione contro i danni meccanici e il fissaggio.

I riscaldatori elettrici tubolari (elementi riscaldanti) sono i dispositivi elettrotermici più comuni per impianti di riscaldamento a bassa e media temperatura. Sono completamente protetti da influenze esterne, incluso l'accesso all'aria.

Un dispositivo con un elemento riscaldante

Di solito, l'elemento riscaldante è costituito da un tubo metallico (guaina) a parete sottile (0,8 - 1,2 mm) in cui è inserita una spirale di filo ad alta resistenza. Le estremità della bobina sono collegate a un'asta di contatto, i cui fili esterni vengono utilizzati per collegare il riscaldatore all'alimentazione.Il materiale del tubo può essere acciaio al carbonio se la temperatura superficiale dell'elemento riscaldante in funzione non supera i 450 g. C e acciaio inossidabile a temperature più elevate o quando l'elemento riscaldante opera in ambienti corrosivi.

Un dispositivo con un elemento riscaldante. Riscaldatore elettrico tubolare (TEN) con design ermetico: 1 - spirale in nicromo, 2 - tubo, 3 - riempitivo, 4 - perno di piombo, 5 - manicotto di tenuta, 6 - dado di fissaggio, 7 - terminali.

La spirale è isolata dal tubo con un riempitivo con elevate proprietà di isolamento elettrico e buona conducibilità termica. Molto spesso, il periclasio (una miscela cristallina di magnesio) viene utilizzato come riempitivo. Dopo aver riempito il riempimento, i tubi dell'elemento riscaldante vengono pressurizzati. Sotto alta pressione, il periclasio si trasforma in un monolite, che fissa in modo affidabile la spirale lungo l'asse del tubo dell'elemento riscaldante. L'elemento riscaldante pressato può essere piegato per dare la forma richiesta. Le aste di contatto dell'elemento riscaldante sono isolate dal tubo con un isolante, le estremità sono sigillate con vernice siliconica resistente all'umidità.

Vantaggi e svantaggi degli elementi riscaldanti

Il vantaggio degli elementi riscaldanti è la flessibilità, l'affidabilità e la sicurezza del servizio. Possono essere utilizzati a contatto con fluidi gassosi e liquidi. Gli elementi riscaldanti non temono vibrazioni e urti, ma non sono nemmeno antideflagranti. La temperatura di esercizio degli elementi riscaldanti può raggiungere gli 800 gr. C, che soddisfa il loro utilizzo non solo negli impianti di riscaldamento conduttivo e convettivo, ma anche come emettitori negli impianti di riscaldamento radiante (infrarossi).A causa della tenuta delle spirali, la durata degli elementi riscaldanti raggiunge le 10mila ore.

Gli elementi riscaldanti sono prodotti in una varietà di design, consentendo loro di essere incorporati in una varietà di installazioni che vanno dai forni industriali ai riscaldatori elettrici domestici. Oltre al consueto design, vengono prodotti elementi riscaldanti single-ended con una cartuccia con un diametro da 6,5 ​​a 20 mm, caratterizzati da un'elevata potenza superficiale specifica, nonché elementi riscaldanti piatti con una superficie sviluppata per il trasferimento del calore.

Gli svantaggi degli elementi riscaldanti includono l'elevato consumo di metallo e il prezzo dovuto all'uso di materiali costosi (nicromo, acciaio inossidabile), durata non molto elevata, impossibilità di riparazione a bruciare spirale.

Riscaldatore elettrico tubolare a tre elementi NV-5.4/9.0

Come scegliere un elemento riscaldante

Le TEN con una potenza da 15 W a 15 kW sono prodotte in un'unità con una lunghezza da 250 a 6300 mm, un diametro esterno da 7 a 19 mm e una tensione nominale da 12 a 380 V in un design a uno o tre elementi.

Quando si scelgono gli elementi riscaldanti, è necessario tenere conto di: lo scopo dell'elemento riscaldante, la sua potenza, la tensione di alimentazione, le condizioni operative (ambiente riscaldato, natura del riscaldamento, condizioni di scambio termico, temperatura richiesta).

La forza che può essere rimossa da una superficie unitaria del tubo dell'elemento riscaldante (carico specifico) dipende dalle condizioni operative, dal materiale del tubo e dal materiale di riempimento.

Gli elementi riscaldanti sono selezionati dalla potenza calcolata richiesta per riscaldare il mezzo: Pcalcolo = (Kz x Ppol) / efficienza, dove Kz - fattore di sicurezza (1,1 - 1,3), efficienza - efficienza, tenendo conto delle perdite di potenza.

Dal catalogo si trova un elemento riscaldante che soddisfa le condizioni operative di tensione, potenza. la temperatura dell'alloggiamento e dell'ambiente riscaldato, nonché la forma, la possibilità di collocare l'elemento riscaldante nello spazio di lavoro. Il numero di elementi riscaldanti viene quindi determinato in base a Pcalc e alla potenza unitaria degli elementi riscaldanti.

Lavorare con elementi riscaldanti

Le principali cause di guasto degli elementi riscaldanti durante il lavoro — violazione della tenuta dei terminali, danni da corrosione all'alloggiamento, rottura della spirale per surriscaldamento. Questi motivi sono causati da un'eccessiva sollecitazione sulle aste di contatto durante il collegamento dei fili agli elementi riscaldanti, la formazione di uno strato di calcare sulla superficie del tubo dell'elemento riscaldante.

L'affidabilità del funzionamento dei riscaldatori elettrici tubolari può essere aumentata seguendo le seguenti raccomandazioni:

1) Quando si collegano i cavi agli elementi riscaldanti, non applicare una forza eccessiva ai dadi dell'asta di contatto, per cui la tenuta delle estremità di uscita dell'elemento riscaldante viene disturbata.

2) È necessario disattivare il funzionamento delle resistenze senza acqua.

3) E' necessario pulire il calcare dalla superficie delle resistenze 1 volta ogni 2-3 mesi, evitando depositi sulle resistenze con spessore superiore a 2 mm.