Cevni električni grelci — grelni elementi: naprava, izbira, delovanje, povezava grelnih teles

Vsak električni uporovni grelec je visoko uporni upor (grelni element), opremljen s pomožnimi napravami za dovod toka, električno izolacijo, zaščito pred mehanskimi poškodbami in pritrditev.

Cevni električni grelci (grelni elementi) so najpogostejše elektrotermične naprave za nizko in srednje temperaturne ogrevalne instalacije. So popolnoma zaščiteni pred zunanjimi vplivi, vključno z dostopom zraka.

Naprava z grelnim elementom

Običajno je grelni element sestavljen iz tankostenske (0,8 - 1,2 mm) kovinske cevi (oplašča), v kateri je nameščena spirala žice z visokim uporom. Konci tuljave so povezani s kontaktno palico, katere zunanje žice se uporabljajo za priključitev grelnika na napajanje.Material cevi je lahko ogljikovo jeklo, če površinska temperatura grelnega elementa med delovanjem ne presega 450 g. C in nerjavno jeklo pri višjih temperaturah ali ko grelni element deluje v jedkih okoljih.

Naprava z grelnim elementom. Cevni električni grelnik (TEN) s hermetično zasnovo: 1 - nikromova spirala, 2 - cev, 3 - polnilo, 4 - svinčeni zatič, 5 - tesnilni tesnilni tulec, 6 - pritrdilna matica, 7 - sponke.

Spirala je od cevi izolirana s polnilom z visokimi elektroizolacijskimi lastnostmi in dobro toplotno prevodnostjo. Najpogosteje se kot polnilo uporablja periklaza (kristalna mešanica magnezija). Po polnjenju polnila so cevi grelnega elementa pod pritiskom. Pod visokim pritiskom se periklaza spremeni v monolit, ki zanesljivo fiksira spiralo vzdolž osi cevi grelnega elementa. Stisnjeni grelni element je mogoče upogniti, da dobi želeno obliko. Kontaktne palice grelnega elementa so izolirane od cevi z izolatorjem, konci so zatesnjeni s silikonskim lakom, odpornim na vlago.

Prednosti in slabosti grelnih elementov

Prednost grelnih elementov je fleksibilnost, zanesljivost in varnost delovanja. Uporabljajo se lahko v stiku s plinastimi in tekočimi mediji. Grelni elementi se ne bojijo tresljajev in udarcev, niso pa tudi eksplozijsko varni. Delovna temperatura grelnih elementov lahko doseže 800 gr. C, kar zadovoljuje njihovo uporabo ne le v konduktivnih in konvekcijskih ogrevalnih napravah, ampak tudi kot sevalci v sevalnih (infrardečih) ogrevalnih napravah.Zaradi tesnjenja spiral življenjska doba grelnih elementov doseže 10 tisoč ur.

Grelni elementi so izdelani v različnih oblikah, kar omogoča njihovo vgradnjo v različne instalacije, od industrijskih peči do gospodinjskih električnih grelnikov. Poleg običajne izvedbe se proizvajajo enostranski grelni elementi s kartušo s premerom od 6,5 do 20 mm, za katere je značilna visoka specifična površinska moč, kot tudi ploščati grelni elementi z razvito površino za prenos toplote.

Slabosti grelnih elementov vključujejo visoko porabo kovine in ceno zaradi uporabe dragih materialov (nikrom, nerjavno jeklo), ne zelo dolgo življenjsko dobo, nezmožnost popravila pri opeklinska spirala.

Trodelni cevni električni grelnik NV-5,4/9,0

Kako izbrati grelni element

TEN z močjo od 15 W do 15 kW se proizvajajo v enoti z dolžino od 250 do 6300 mm, zunanjim premerom od 7 do 19 mm in nazivno napetostjo od 12 do 380 V v eno- ali trielementni izvedbi.

Pri izbiri grelnih elementov je treba upoštevati: namen grelnega elementa, njegovo moč, napajalno napetost, pogoje delovanja (ogrevano okolje, narava ogrevanja, pogoji izmenjave toplote, zahtevana temperatura).

Sila, ki jo je mogoče odstraniti s površine enote cevi grelnega elementa (specifična obremenitev), je odvisna od delovnih pogojev, materiala cevi in ​​polnilnega materiala.

Grelni elementi so izbrani iz izračunane moči, potrebne za ogrevanje medija: Pizračun = (Kz x Ppol) / učinkovitost, kjer Kz — varnostni faktor (1,1 — 1,3), učinkovitost — učinkovitost, ob upoštevanju izgub moči.

Iz kataloga se najde grelni element, ki ustreza delovnim pogojem za napetost, moč. temperatura ohišja in ogrevanega okolja ter oblika, možnost umestitve grelnega telesa v delovni prostor. Število grelnih elementov se nato določi glede na Pcalc in enotsko moč grelnih elementov.

Delo z grelnimi elementi

Glavni vzroki okvare grelnih elementov med delom — kršitev tesnjenja sponk, korozijska poškodba ohišja, zlom spirale zaradi pregrevanja. Ti razlogi so posledica prekomerne obremenitve kontaktnih palic pri povezovanju žic z grelnimi elementi, nastajanja sloja lestvice na površini cevi grelnega elementa.

Zanesljivost delovanja cevnih električnih grelnikov je mogoče povečati z upoštevanjem naslednjih priporočil:

1) Pri povezovanju žic z grelnimi elementi ne uporabljajte prekomerne sile za matice kontaktnih palic, zaradi česar je motena tesnost izhodnih koncev grelnega elementa.

2) Potrebno je izklopiti delovanje grelnih elementov brez vode.

3) Vodni kamen je treba očistiti s površine grelnih elementov 1-krat na 2-3 mesece, pri čemer se izogibajte usedlinam na grelnih elementih z debelino več kot 2 mm.