Aquecedores elétricos tubulares — elementos de aquecimento: dispositivo, seleção, operação, conexão de elementos de aquecimento

Cada aquecedor de resistência elétrica é uma resistência de alta resistência (elemento de aquecimento) equipada com dispositivos auxiliares para fornecimento de corrente, isolamento elétrico, proteção contra danos mecânicos e fixação.

Os aquecedores elétricos tubulares (elementos de aquecimento) são os dispositivos eletrotérmicos mais comuns para instalações de aquecimento de baixa e média temperatura. Eles são completamente protegidos de influências externas, incluindo acesso ao ar.

Um dispositivo com um elemento de aquecimento

Normalmente, o elemento de aquecimento consiste em um tubo de metal de parede fina (0,8 a 1,2 mm) (bainha) no qual é colocada uma espiral de fio de alta resistência. As extremidades da bobina são conectadas a uma haste de contato, cujos fios externos são usados ​​para conectar o aquecedor à fonte de alimentação.O material do tubo pode ser aço carbono se a temperatura da superfície do elemento de aquecimento em operação não exceder 450 g. C e aço inoxidável em temperaturas mais altas ou quando o elemento de aquecimento opera em ambientes corrosivos.

Um dispositivo com um elemento de aquecimento. Aquecedor elétrico tubular (TEN) com design hermético: 1 — espiral de nicromo, 2 — tubo, 3 — enchimento, 4 — pino de chumbo, 5 — luva de vedação, 6 — porca de fixação, 7 — terminais.

A espiral é isolada do tubo com um enchimento com altas propriedades de isolamento elétrico e boa condutividade térmica. Na maioria das vezes, a periclásio (uma mistura cristalina de magnésio) é usada como carga. Após o enchimento, os tubos do elemento de aquecimento são pressurizados. Sob alta pressão, o periclásio se transforma em um monólito, que fixa a espiral de maneira confiável ao longo do eixo do tubo do elemento de aquecimento. O elemento de aquecimento prensado pode ser dobrado para dar a forma desejada. As hastes de contato do elemento de aquecimento são isoladas do tubo com um isolador, as extremidades são seladas com verniz de silicone resistente à umidade.

Vantagens e desvantagens dos elementos de aquecimento

A vantagem dos elementos de aquecimento é a flexibilidade, confiabilidade e segurança do serviço. Podem ser usados ​​em contato com meios gasosos e líquidos. Os elementos de aquecimento não têm medo de vibrações e choques, mas também não são à prova de explosão. A temperatura operacional dos elementos de aquecimento pode atingir 800 gr. C, que satisfaz seu uso não apenas em instalações de aquecimento por condução e convecção, mas também como emissores em instalações de aquecimento por radiação (infravermelho).Devido à vedação das espirais, a vida útil dos elementos de aquecimento chega a 10 mil horas.

Os elementos de aquecimento são fabricados em uma variedade de designs, permitindo que sejam incorporados a uma variedade de instalações, desde fornos industriais até aquecedores elétricos domésticos. Além do design usual, são produzidos elementos de aquecimento de extremidade única com um cartucho com diâmetro de 6,5 a 20 mm, caracterizados por uma alta potência de superfície específica, bem como elementos de aquecimento planos com superfície desenvolvida para transferência de calor.

As desvantagens dos elementos de aquecimento incluem alto consumo de metal e preço devido ao uso de materiais caros (nicromo, aço inoxidável), vida útil não muito alta, impossibilidade de reparo em queimar espiral.

Aquecedor elétrico tubular de três elementos NV-5.4/9.0

Como escolher um elemento de aquecimento

TENs com potência de 15 W a 15 kW são produzidos em uma unidade com comprimento de 250 a 6300 mm, diâmetro externo de 7 a 19 mm e tensão nominal de 12 a 380 V em um design de um ou três elementos.

Ao escolher os elementos de aquecimento, é necessário levar em consideração: a finalidade do elemento de aquecimento, sua potência, tensão de alimentação, condições de operação (ambiente aquecido, natureza do aquecimento, condições de troca de calor, temperatura necessária).

A força que pode ser removida de uma superfície unitária do tubo do elemento de aquecimento (carga específica) depende das condições de operação, do material do tubo e do material de enchimento.

Os elementos de aquecimento são selecionados a partir da potência calculada necessária para aquecer o meio: Pcálculo = (Kz x Ppol) / eficiência, onde Kz — fator de segurança (1,1 — 1,3), eficiência — eficiência, levando em consideração as perdas de energia.

No catálogo, encontra-se um elemento de aquecimento que atende às condições operacionais de tensão, potência. a temperatura do alojamento e do ambiente aquecido, bem como a forma, a possibilidade de colocar o elemento de aquecimento no espaço de trabalho. O número de elementos de aquecimento é então determinado dependendo do Pcalc e da potência unitária dos elementos de aquecimento.

Trabalhando com elementos de aquecimento

As principais causas de falha dos elementos de aquecimento durante o trabalho — violação da vedação dos terminais, danos por corrosão no invólucro, quebra da espiral devido ao superaquecimento. Esses motivos são causados ​​​​por estresse excessivo nas hastes de contato ao conectar os fios aos elementos de aquecimento, a formação de uma camada de escamação na superfície do tubo do elemento de aquecimento.

A confiabilidade da operação dos aquecedores elétricos tubulares pode ser aumentada seguindo as seguintes recomendações:

1) Ao conectar os fios aos elementos de aquecimento, não aplique força excessiva nas porcas da haste de contato, o que pode prejudicar o aperto das extremidades de saída do elemento de aquecimento.

2) É necessário desligar o funcionamento dos elementos de aquecimento sem água.

3) É necessário limpar a incrustação da superfície dos elementos de aquecimento 1 vez a cada 2-3 meses, evitando depósitos nos elementos de aquecimento com espessura superior a 2 mm.