ТЭН - это нагревательный прибор, название которого - аббревиатура, расшифровывается как Трубчатый Электронагреватель. ТЭНы, чаще всего, изготавливаются в виде трубки из керамики, стекла или металла, именно поэтому они так и называются. Проще говоря, это элемент, который раскаляется при протекании по нему электрического тока и используется для нагрева окружающего пространства, жидкостей или материалов.
В быту, ТЭНы используются повсеместно, практически любое кухонное обордование, которое нагревает пищу или жидкости - электроплиты, электрочайники, посудомоечные машины - используют для этого Трубчатые Электронагреватели, а кроме того, в квартире, обязательно оборудованы ТЭНами стиральные машины, водонагреватели, утюги и т.д.
В этой статье я подробнее расскажу о том, что такое ТЭНы, как они работают, какая у них конструкция, где используются и многе другое.
Конструкция ТЭНа
Довольно подробно конструкция трубчатого электронагревателя показана на изображении ниже.
Самый важный элементом всех ТЭНов – это нагреватель, им служит чаще всего нить нихрома (1), расположенная в середине трубки по всей ее длине, она прикреплена к выходной шпильке (6).
Нить имеет определенное внутреннее сопротивление и когда по ней протекает электрический ток, она нагревается.
Материал для нагревателя должен обладать большим сопротивлением протекающему по нему току, их также выполняют из сплавов, включающих в свой состав нихром или константан.
Сопротивление нагревателя подбирается в соответствии с необходимой мощностью ТЭН. Здесь работает главный закон электротехники – закон Ома, и известная формула:
P = U*I, где I – сила тока, U – напряжение сети, P – мощность.
Так, например, чтобы мощнсть ТЭНа была 1кВт (1000Вт), в однофазной сети 220В, сопротивление нити находится следующим образом:
Сначала определяем ТОК:
I= P/U=1000Вт/220В=4,55А
Непосредственно сопротивление определяем по фомуле:
R = U / I, где R – сопротивление ТЭНа в Омах U - напряжение в вольтах I - сила тока в амперах
Соответственно сопротивление нихромовой нити электронагревателя R=220/4,55=48,4 Ом.
Как вы поняли, чем ниже сопротивление трубчатого электронагревателя, тем выше его мощность, при этом практически вся она расходуется на нагрев нити. КПД ТЭНов близок к 100%, т.е. чем он мощнее, тем больше и быстрее нагревается.
Между нитью нихрома и трубкой расположен изолятор (2), выдерживающий высокие температуры.
Для изготовления трубки ТЭН (3) выбирают низко коррозийные металлы именно такие ТЭН наиболее часто применяются в быту и промышленности.
Стеклянные ТЭН используются в агрессивных средах, например, в лабораториях, где необходимо подогревать химические смеси.
Стеклянные трубки в нагревателях можно встретить и бытовых обогревателях, использующих инфракрасное излучение. Керамические трубки в нагревателях применяются крайне редко.
Диаметр трубок может быть разным, но применение нашли трубки диаметром от шести до двадцати четырех миллиметров.
Изолятор должен обладать высокими изоляционными свойствами и одновременно быть эффективным для передачи тепла от нагревателя к трубке.
Электропитание ТЭН осуществляется с помощью клемм (4) расположенных на изолирующих вставках (5).
Клеммы могут быть расположены как с одного конца, так и с двух концов ТЭН. Некоторые виды ТЭН оснащаются встроенным предохранителем. Такие нагреватели используются в стиральных и посудомоечных машинах.
Если ваш электроприбор, перестал нагревать, то очень вероятно, что вышел из строя ТЭН, а это проверить очень лекго самому, нужен всего лишь мультиметр. Подробная инсрукуция доступна по ЭТОЙ ссылке. Замену нагревателя, практически в любой технике, если выявить его неисправность, можно сделать самому, это позволит вам существенно сэкономить на ремонте.
Основные типы ТЭНов и их назначение
Тэны чаще всего классифицируются по виду и основному применению, различают:
1. ТЭН для обогрева воздуха
Температура таких ТЭНов достигает 450 градусов по Цельсию. Такие трубчатые электронагреватели используются для обогрева воздуха промышленных и бытовых помещений.
Они являются основой конвекторов, воздушных тепловых завес, различных сушильных камер. Подобные электронагреватели изготавливаются с гладкими трубками и с трубками, у которых есть ребра.
Ребра у таких тепло электронагревателей производятся из стальной ленты, крепящейся к трубке по спирали. Применение ребер увеличивает площадь поверхности ТЭН и поэтому нагрузка на нить нагрева ТЭН снижается почти в три раза, что в свою очередь, увеличивает срок службы.
2. ТЭН для воды
Такие тепло электронагреватели используются в бойлерах, стиральных машинах. В таких агрегатах вода может нагреваться до ста градусов по Цельсию.
Для больших объемов воды, где требуется большая мощность нагрева, применяют блочные ТЭН.
Кстати, довольно подробно мы уже описывали как подключать ТЭНы электрокотла.
Часто в электронагревателях используют терморегулятор. Он отключает электронагреватель от сети питания при нагреве воды до нужной температуры. При остывании воды терморегулятор снова подключает электропитание ТЭН для нагрева.
3. Гибкие ТЭНы
Они находят применение в пресс-формах и горячеканальных системах. Они очень удобны, когда требуется придать форму контура горячеканальных систем. Изготавливаются такие электронагреватели любых размеров.
Разновидностью гибкого электронагревателя, знакомого нам в быту, является саморегулирующийся кабель для системы «теплых полов». Такой кабель используется для отопления помещений.
4. Патронные ТЭНП
К отдельному виду можно отнести патронные ТЭНы, выводы для подключения электропитания у них расположены, чаще всего, с одной стороны. Размер таких нагревателей может достигать 350 сантиметров. Главное их отличие от остальных типов - компактный корпус, чаще всего они представляют собой гильзу их нержавеющей стали с электровыводами.
Данный тип выделяется большой удельной мощностью. Тепло от нагревателя передается как контактным методом, так и путем конвекции.
Эти тепло-электронагреватели широко применяются в промышленности для разогрева масел, для нагрева различных металлических форм, смонтировав их в высверленном отверстии. Ими оборудуются агрегаты в обувной отрасли, литейном производстве, автомобильной промышленности.
Если же у вас остались вопросы о классификации трубчатых нагревателей, их строении или основных сферах применения – обязательно оставляйте их в комментариях к статье, так же приветствуются мнения, здоровая критика, либо любая дополнительная информация и личный опыт, буду рад общению.
