Buisvormige elektrische verwarmers — verwarmingselementen: apparaat, selectie, werking, aansluiting van verwarmingselementen

Elke elektrische weerstandsverwarmer is een hoogohmige weerstand (verwarmingselement) voorzien van hulpinrichtingen voor stroomvoorziening, elektrische isolatie, bescherming tegen mechanische beschadiging en bevestiging.

Elektrische buisverwarmers (verwarmingselementen) zijn de meest voorkomende elektrothermische apparaten voor lage- en middentemperatuur verwarmingsinstallaties. Ze zijn volledig beschermd tegen invloeden van buitenaf, inclusief toegang tot lucht.

Een apparaat met een verwarmingselement

Meestal bestaat het verwarmingselement uit een dunwandige (0,8 - 1,2 mm) metalen buis (schede) waarin een spiraal van hoogohmige draad is geplaatst. De uiteinden van de spoel zijn verbonden met een contactstaaf, waarvan de buitenste draden worden gebruikt om de verwarming op de voeding aan te sluiten.Het buismateriaal kan van koolstofstaal zijn als de oppervlaktetemperatuur van het verwarmingselement tijdens bedrijf niet hoger is dan 450 g. C en roestvrij staal bij hogere temperaturen of wanneer het verwarmingselement in corrosieve omgevingen werkt.

Een apparaat met een verwarmingselement. Buisvormige elektrische verwarmer (TEN) met een hermetisch ontwerp: 1 — nichrome spiraal, 2 — pijp, 3 — vulmiddel, 4 — loden pen, 5 — afdichtende afdichtingsmof, 6 — bevestigingsmoer, 7 — terminals.

De spiraal is geïsoleerd van de buis met een vulmiddel met hoge elektrische isolatie-eigenschappen en een goede thermische geleidbaarheid. Meestal wordt periklaas (een kristallijn mengsel van magnesium) als vulstof gebruikt. Na het vullen van de vulling worden de slangen van het verwarmingselement onder druk gezet. Onder hoge druk verandert het periklaas in een monoliet, die de spiraal betrouwbaar langs de as van de buis van het verwarmingselement fixeert. Het geperste verwarmingselement kan worden gebogen om de gewenste vorm te geven. De contactstaven van het verwarmingselement zijn geïsoleerd van de buis met een isolator, de uiteinden zijn afgedicht met vochtbestendige siliconenvernis.

Voor- en nadelen van verwarmingselementen

Het voordeel van verwarmingselementen is flexibiliteit, betrouwbaarheid en serviceveiligheid. Ze kunnen worden gebruikt in contact met gasvormige en vloeibare media. De verwarmingselementen zijn niet bang voor trillingen en schokken, maar zijn ook niet explosieveilig. De bedrijfstemperatuur van de verwarmingselementen kan oplopen tot 800 gr. C, die niet alleen geschikt is voor gebruik in conductieve en convectieverwarmingsinstallaties, maar ook als emitter in (infrarood) stralingsverwarmingsinstallaties.Door de afdichting van de spiralen bereikt de levensduur van de verwarmingselementen 10.000 uur.

Verwarmingselementen worden vervaardigd in verschillende ontwerpen, waardoor ze kunnen worden opgenomen in een verscheidenheid aan installaties, variërend van industriële ovens tot elektrische verwarmingstoestellen voor huishoudelijk gebruik. Naast het gebruikelijke ontwerp worden enkelzijdige verwarmingselementen met een patroon met een diameter van 6,5 tot 20 mm geproduceerd, die worden gekenmerkt door een hoog specifiek oppervlaktevermogen, evenals vlakke verwarmingselementen met een ontwikkeld oppervlak voor warmteoverdracht.

Nadelen van verwarmingselementen zijn onder meer een hoog verbruik van metaal en prijs door het gebruik van dure materialen (nichroom, roestvrij staal), niet erg hoge levensduur, onmogelijkheid van reparatie bij brand spiraal.

Elektrische buisverwarmer met drie elementen NV-5.4/9.0

Hoe een verwarmingselement kiezen

TEN's met een vermogen van 15 W tot 15 kW worden geproduceerd in een eenheid met een lengte van 250 tot 6300 mm, een buitendiameter van 7 tot 19 mm en een nominale spanning van 12 tot 380 V in een ontwerp met één of drie elementen.

Bij het kiezen van verwarmingselementen moet rekening worden gehouden met: het doel van het verwarmingselement, zijn vermogen, voedingsspanning, bedrijfsomstandigheden (verwarmde omgeving, aard van verwarming, warmtewisselingsomstandigheden, vereiste temperatuur).

De kracht die van een eenheidsoppervlak van de verwarmingselementbuis kan worden afgenomen (specifieke belasting) is afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden, het buismateriaal en het vulmateriaal.

Verwarmingselementen worden gekozen uit het berekende vermogen dat nodig is om het medium te verwarmen: Pberekening = (Kz x Ppol) / efficiëntie, waarbij Kz — veiligheidsfactor (1,1 — 1,3), efficiëntie — efficiëntie, rekening houdend met vermogensverliezen.

Uit de catalogus wordt een verwarmingselement gevonden dat voldoet aan de bedrijfsvoorwaarden voor spanning, vermogen. de temperatuur van de behuizing en de verwarmde omgeving, evenals de vorm, de mogelijkheid om het verwarmingselement in de werkruimte te plaatsen. Het aantal verwarmingselementen wordt dan bepaald afhankelijk van Pcalc en het eenheidsvermogen van de verwarmingselementen.

Werken met verwarmingselementen

De belangrijkste oorzaken van het falen van verwarmingselementen tijdens werk — overtreding van de afdichting van de klemmen, corrosieschade aan de behuizing, breuk van de spiraal door oververhitting. Deze redenen worden veroorzaakt door overmatige spanning op de contactstaven bij het aansluiten van draden op de verwarmingselementen, de vorming van een kalklaag op het oppervlak van de verwarmingselementbuis.

De betrouwbaarheid van de werking van buisvormige elektrische verwarmers kan worden verhoogd door de volgende aanbevelingen op te volgen:

1) Oefen bij het aansluiten van draden op de verwarmingselementen geen overmatige kracht uit op de contactstangmoeren, waardoor de dichtheid van de uitgaande uiteinden van het verwarmingselement wordt verstoord.

2) Het is noodzakelijk om de werking van de verwarmingselementen zonder water uit te schakelen.

3) Het is noodzakelijk om 1 keer per 2-3 maanden kalkaanslag van het oppervlak van de verwarmingselementen te verwijderen, waarbij afzettingen op de verwarmingselementen met een dikte van meer dan 2 mm worden vermeden.