Как подобрать мощность тэна, калькулятор тэн.
В этой статье, попробуем разобрать какую же мощность надо выбирать для различного типа задач, будь то нагрев воздуха в камере покраски или нагрев воды для садового душа.
Для этого можете воспользоваться нашим калькулятором на сайте www.rosnagrev.ru, расчет тэнов будет куда легче, ниже будет инструкция по использованию калькулятора.
Расчет мощности ТЭНа для среды – Вода.
Обозначение ТЭНов для работы в среде «вода» используются латинские буквы P и J, Р – обычная сталь, J – нержавеющая сталь.
Максимально допустимая ваттная нагрузка на такой ТЭН будь он из обычно стали или нержавеющей, не может превышать 15Вт/см2, т.е. простыми словами если ТЭН будет длиной 50 сантиметров, то для воды нельзя его будет сделать на 6кВт мощности, такой ТЭН просто сгорит или же требуемая для такой мощности спираль не влезет в трубку нагревателя.
Перед выбором и эксплуатацией ТЭНов, надо соблюдать важные правила:
- При эксплуатации ТЭНа необходимо принимать все меры для предотвращения образования на его поверхности «накипи» – это отложения на трубке ТЭНа различных примесей, присутствующих в жидкости. Примеси присутствуют, например, в грязной или жесткой воде, они обволакивают трубку ТЭНа в виде пленки разной толщины. Чем толще такая пленка, тем хуже теплопередача от ТЭНа к жидкости, и в какой-то момент ТЭН может перегреться и выйти из строя. Особенно опасна в этом смысле вода, добываемая из артезианских скважин. Поэтому с самого начала эксплуатации ТЭНов необходимо позаботиться об установке всевозможных фильтров и умягчителей жидкости, а также провести профилактическую очистку ТЭНов и баков.
- Активная часть ТЭНа должна быть полностью погружена в жидкость. Напомним, что активная длина ТЭНа равна полной его длине за минусом длины «на нагреваемой части» ТЭНа (это величина, на которую контактная шпилька с торца входит внутрь ТЭНа). Большинство водяных ТЭНов имеют зоны непрогрева А=40 мм, и В=65 мм, поэтому такие ТЭНы должны быть погружены в жидкость практически полностью. В случае применения ТЭНов с другими зонами непрогрева (С=100 мм; D=125 мм; Е=160 мм; F=250 мм; G=400 мм и т.д.) уровень жидкости должен быть выше зоны непрогрева на 20 – 30 мм.
- Иногда по технологическим причинам нагретую жидкость необходимо периодически сливать из бака. При этом ТЭНы оголены и переходят из водной среды в воздух, т.е. работают в режиме средообмена «вода-воздух» (разумеется, при сливе жидкости ТЭНы отключаются). В таких случаях не рекомендуется использовать нагревательные элементы из черной стали, так как при нагреве, охлаждении и смене среды черная сталь начинает интенсивно ржаветь и быстро разрушаться. Такие условия не оказывают вредного воздействия на нержавеющую сталь.
- Для установки ТЭНа в бак и его герметизации (прокладки) на концах ТЭНа крепятся штуцеры — резьбовые втулки с разным диаметром и материалом стали, такие крепления могут выдержать давление до 2.5 бар, что часто применяется в различных водонагревателях. Помимо креплений «штуцер», есть еще крепление «фланец» (применяется на Блок ТЭНах) и прижимной фланец, что часто используется в бойлерах. Если давление в баке превышает 4 атм. (например, в парогенераторах) напорная муфта больше не обеспечивает достаточную герметичность, и муфту необходимо либо припаять, либо приварить к трубке нагревательного элемента. Имейте это в виду при заказе ТЭНа, иначе светильник будет «пропускать жидкость» через трубку ТЭНа, что в итоге приведет к его отключению.
В итоге выбор ТЭНа не должен вызвать проблемы, если вы примените калькулятор расчета тэна для нагрева воды на нашем сайте.
Давайте рассмотрим расчет тэн для нагрева воды онлайн в нашем калькуляторе:
Выбираем «расчет нагревателя», далее «калькулятор мощности, кВт»
Выбираем среду работы «Вода», далее вводим исходные данные типа «начальная температура» это та температура которая будет до включенных нагревателей. «Конечная температура» – та до которой надо прогреть воду и «Расход» — это кол-во воды, на сколько мы знаем 1 литр воды = 1кг, соответственно если у нас 100л то и ставим 100кг, получаем среднее значение мощности для нагрева 100л воды за 1 час. Такой расчет тэна для воды взят с погрешностью, в нем не заложены такие факторы как нахождение емкости на улице где минус 57 градусов или толщина стенки или утепление, значение берутся из условности окружающей среды в среднем 20 градусов и обычная толщина стенки из металла в 3-5мм. Довольно простой и понятный калькулятор тэна для нагрева воды.
Расчет мощности ТЭН для среды – Воздух.
ТЭНы для нагрева воздуха подразделяются на 2 типа, для спокойного воздуха с обозначением букв S – обычная сталь, T – нержавеющая сталь. Удельная ваттная нагрузка для таких ТЭНов должна быть не выше 2.2Вт/см2 и 4.0Вт/см2, и максимальная температура до 450 градусов на поверхности ТЭНа. И ТЭНы для подвижного воздуха (более 6м/с) с обозначением букв О – обычная сталь и К – нержавеющая сталь. Так же ТЭНы могут быть оребренные для более лучшего теплосъёма и соответственно с повышенной ваттной нагрузкой.
Когда речь идет об отоплении обычных помещений, в которых температура воздуха должна быть повышена до уровня 20-25 градусов, выбор ТЭНов не представляет сложности: подбирается ТЭН необходимой температуры. подбираются размеры, мощность и напряжение, количество нагревательных элементов определяется общей необходимой мощностью из расчета (в среднем) 1 кВт на 10м². м жилой площади при стандартной высоте потолков 3 м и общепринятой теплоизоляции здания. При этом немного повышается температура ТЭНа, то есть это собственная температура ТЭНа плюс 20-30 градусов. Иначе обстоит дело, когда температуру воздуха нужно поднять до 150, 200 и даже 250 градусов. Это происходит в сушилках, печах, пекарнях, покрасочных камерах. В этом случае общая температура нагревательного элемента будет очень высокой: естественная температура нагревательного элемента плюс 250 градусов окружающего воздуха. Такая температура может негативно сказаться на продолжительности работы ТЭНа — он может выйти из строя от перегрева.
Рассмотрим конкретный пример. Допустим, в камере для порошковой окраски изделий необходимо создать температуру +200 градусов. Не обращая внимания на детали расчетов, используем для этой цели нагреватель 120 А 12/2,0 Т 220 (труба длиной 120 см, диаметром 12 мм, 2,0 кВт, нержавеющая сталь). Этот нагревательный элемент имеет удельную мощность примерно 4,74 Вт/м2. см, а его собственная температура составляет около 550 градусов. В рабочем режиме температура ТЭНа достигает 550+200=750 градусов, что превышает максимально допустимую температуру ТЭНа. А если учесть «допустимые» пики напряжения (+10%), допустимое отклонение мощности ТЭНа (+5%), то общая температура ТЭНа может быть еще выше. Долговечность такого нагревательного элемента становится под вопросом.
Возьмем ТЭН 120 А 12/1.0 T 220 (такой же, как и предыдущий, только мощностью ниже -1,0 кВт вместо 2,0 кВт). Этот нагревательный элемент имеет удельную мощность 2,37 Вт/кв. см, собственная температура около 430 градусов, общая температура нагревательного элемента около 630 градусов, что не так критично.
Очевидно, что первый ТЭН, как более мощный, будет быстрее нагревать камеру, количество этих ТЭНов, исходя из общей мощности, необходимой для нагрева камеры до нужной температуры, будет меньше. Но в конечном итоге эти «достоинства» могут наложиться на «недостатки»: более мощные, но перегретые ТЭНы чаще выходят из строя и для этого потребуется более частое отключение покрасочной камеры и сборка-разборка ТЭНов. И при такой температуре никогда не стоит забывать физику 8го класса что при нагревании объекты расширяются, простой пример это ТЭН 200см из нержавеющей стали и максимальной температуре на поверхности около 500 градусов, имеет линейное расширение порядка 2х сантиметров. В таком случае лучше использовать крепление ТЭНа с одной стороны в виде штуцера и планку с отверстием с другой, что бы ТЭН мог свободно двигаться при расширении.
