ТЭН - в настоящее время трубчатый нагреватель является самым распространенным прибором для нагрева, который можно встретить практически в каждом доме. Его можно найти в отопительных радиаторах, стиральных машинах, водонагревателях и многих других бытовых приборах. Изобретенный в середине позапрошлого века, тэн претерпел существенные изменения.
Историческая справка о ТЭН
Нагревательный электрический компонент, состоящий из металлической спирали, догадались вставить в металлическую трубку, причем так, чтобы спираль была изолирована от трубки посредством керамического изолятора в 1859 году американцем Симпсоном, но прошло еще почти 50 лет, прежде чем эти элементы стали выпускать в заводском исполнении.
В 1918 г. фирма General Electric, получила патент на выпуск трубчатых элементов с металлической оболочкой, наполненные изоляционным порошком, который, кроме того и фиксировал положение спирали. Кроме того такой элемент можно было гнуть на практически любой угол без сильной потери его термических или электрических свойств. Так как спираль плотно зафиксирована в трубке, опасность короткого замыкания между спиралью и оболочкой полностью отсутствует. Благодаря плотной фиксации спирали, повышается равномерность распределения тепла по всему объему трубки.
Принцип работы ТЭНа
Трубчатые электронагреватели используются для преобразования электрической энергии в тепловую с помощью нагрева рабочей среды методом конвекции, излучения или теплопроводности. Применяются как в быту так и промышленных установках. Рабочая среда может быть газообразной, твердой или даже жидкой.
По сравнению с другими типами нагревателей ТЭНы можно безопасно применять даже при непосредственном контакте с нагреваемой средой при повышенном или нормальном давлении; ТЭНы обладают высокой надежностью при ударах или вибрациях.
Трубчатый электронагреватель представляет собой металлическую трубки, внутри которой идет нихромовая или фехралевая токопроводящая нить. Объем между спиралью и стенками металлической трубы заполнен диэлектрическим материалом хорошо проводящим тепло, например периклазом. Нихромовая спираль, благодаря высокому оммическому сопротивлению при прохождении электрического тока сильно нагревается, но при этом не плавится. Тепловая энергия проходя через слой изолятора кварцевого песка или другого диэлектрика, а затем через стенки металла трубы нагревает поверхность той среды в которой находится.
1– контактные: клеммы или стержень; 2– контактные шайбы и гайки;4– трубчатая металлическая оболочка; 3– уплотнитель и изолятор; 5– нагревательная нихромовая (Х15Н60, Х20Н80), фехралевая (Х23Ю5Т) спираль; 7– герметик; 6– наполнитель (песок); D – диаметр внешней оболочки; Lk – глубина заделки контактного стержня внутри трубки; L – развернутая длина трубки; La – активная длина нити ТЭН.
Конструкция ТЭНа позволяет выдерживать длительную штатную нагрузку. Без разрушения и последствий переносить скачки напряжения и кратковременные перегрузки электросети.
Имеются различные формы ТЭНов. По геометрическим параметрам формы существуют: гнутые пополам, прямые и в форме «скрепки» или латинского символа "U","N", "М", а также в форме спирали, сердца и гнутые. Трубчатые нагреватели могут быть разного радиусы наклона и изгиба, со штуцером и без него. Основные типы ТЭНа: одно концевые или патронные, в которых контакты лежат на единой поверхности; двух концевые, в которых выводы расположены с двух сторон. Трубки нагревателей бывают разного диаметра от 7 до 20 миллиметров.
Подключение к питающему напряжению ТЭНов осуществляется через специальные клеммы. В основном они представляют из себя обычный контакт под зажим, изготовленный в виде пластинок. Более редко встречаются резьбовые клеммы. Некоторые предприятия комплектуют ТЭН датчиком температуры и термопредохранителем, обычно они уже запресованы в конструкцию. Мощность нагревателей лежит в диапазоне от 1200 Ватт до 3Квт.
Штуцер представляет собой резьбовую втулку с упорным фланцем. Данный компонент крепится в нагревателе методом сварки, опрессовки или пайки, а иногда просто герметиком. Тот или иной способ используется в зависимости от условий работы. ТЭНы у которых диаметр оболочки от 8,5мм или меньше обладают контактными выводами в виде лепестков.
ТЭН для стиральной машины
Для работы подавляющего большинства стиральных машинок необходима только холодная вода, поскольку внутри нее находится нагревательный элемент называемый тэн. Его главной задачей является нагрев воды в баке до заданной температуры, в соответствии с выбранной программой стирки.
