Руководство по выбору промышленных нагревателей

Нагревательные элементы являются важными компонентами, обеспечивающими работу промышленного оборудования. Без них в процессах, требующих тепла, ничего не нагреется. Но не все нагревательные элементы одинаковы. Разные типы нагревательных элементов могут иметь разный эффект. В этой статье будут рассмотрены различия в типах промышленных нагревательных элементов и ​​нагреватели, которые могут лучше всего работать для конкретных сфер применения.

Типы нагревательных элементов

Все нагревательные элементы служат одной цели – нагревать жидкость, твердые тела, пар или газ до определенной температуры. Однако на этом сходства часто заканчиваются. Нагревательные элементы могут значительно различаться по свойствам материалов и сферам применения, для которых они лучше всего подходят. Однако материалы, используемые в нагревательных элементах, часто больше всего отличают их друг от друга.

 

Трубчатые нагреватели, спиральные ТЭНы, кольцевые нагреватели от Элемаг

 

Типовой состав материала нагревательных элементов

• Металлические материалы. Наиболее распространенными материалами, используемыми для нагревательных элементов, являются металлы. Обычно они образуют спираль сопротивления, ленту или проволоку. Вы можете найти их в различном обычно используемом оборудовании, от промышленных печей до систем отопления крыши. Для изготовления спирали чаще всего используются сплавы нихром и фехраль. Для греющих спиралей галогенных ламп также применяют вольфрам.
• Полупроводники и керамика. Полупроводники занимают промежуточное положение между металлами и изоляторами с точки зрения проводимости. Керамика — это неметаллический и неорганический материал, который имеет разный уровень электропроводности. Некоторые керамики могут быть полупроводниками. Общие материалы в этой категории включают дисилицид молибдена (MoSi2) и карбид кремния для высокотемпературных нагревателей.
• Карбон. Углеродное волокно также может выступать нагревательным элементом. Спирали из карбонового волокна применяются в инфракрасных лампах – карбоновых излучателях.

Помимо типа материала нагревательного элемента, существует еще такой фактор, как форма нагревателя. Как и материалы в нагревательном элементе, некоторые формы могут быть эффективнее, чем другие.

 

Патронные ТЭНы и термопары от Элемаг

 

Трубчатые нагревательные элементы ТЭНы

Эти нагревательные элементы изгибаются (часто изгибаются по индивидуальному заказу) и поставляются с внешней оболочкой для защиты нагревателя. Обычно они содержат смесь сплавов, которые помогают увеличить передачу тепла от спирали сопротивления к теплоносителю. Трубчатые нагревательные элементы могут использоваться в самых разных областях, от промышленного нагрева до нагрева потенциально кислотных соединений. В компании Элемаг, мы предлагаем различные варианты трубчатых нагревательных элементов , таких как оребренные трубчатые нагревательные элементы, водяные ТЭНы, воздушные ТЭНы и более мощные блок-ТЭНы для воды и масла .

Инфракрасные нагревательные элементы 

Эти нагревательные элементы обычно имеют форму керамических панелей или ламп накаливания, излучающих преимущественно инфракрасное тепло.  Типичное применение этих нагревательных элементов включает термоформование пластика, предварительный нагрев заготовок выдувного формования, сушку, выпечку, отверждение покрытий, подогрев пищи, обогрев помещений, отопление курятников, террариумов и прочее. Инфракрасные нагреватели можно разделить по типам на керамические длинноволновые нагреватели, кварцевые и карбоновые средневолновые нагреватели и коротковолновые галогенные лампы КГТ.

Керамические нагреватели

Керамические нагреватели на нашем сайте представлены керамическими сухими ТЭНами, которые эффективно используются не только для нагрева воздуха в печах и сушилках, но и для подогревания жидкостей в гальванических ваннах, бойлерах, варочных котлах и прочих емкостях. Также из керамики производятся ТЭНы для муфельных печей отжига.

Промышленные контактные нагреватели

Особенностью этой группы нагревателей является то, что они должны иметь очень плотный контакт с нагреваемой поверхностью. Даже незначительные неровности могут привести к локальному перегреву и выходу из строя нагревателей. Контактные нагреватели используются для нагрева металлических деталей промышленного оборудования: экструдеров, термопластавтоматов, штампов, пресс-форм, каландеров, клеевых ванн и прочего.

По форме можно выделить из этой группы кольцевые нагреватели, плоские нагреватели, патронные ТЭНы. Изоляцией могут выступать такие материалы как миканит, керамика или оксид магния (для патронных нагревателей).

Контактные нагреватели следует устанавливать с применением высокотемпературной монтажной пасты. Использование термопасты не только увеличит срок службы ТЭНов, так как устранит все неровности поверхности оборудования, но и облегчит демонтаж нагревателей, что особенно важно в случае с устанавливаемыми в узкие отверстия патронными ТЭНами.

Гибкие нагреватели

Гибкие электронагреватели – это обычно ленты или плоские силиконовые нагреватели, которые легко устанавливаются на любую поверхность. Силиконовые нагреватели могут использоваться в очень широком диапазоне задач: от подогрева больших бочек с нефтепродуктами до обогрева корпусов шкафов управления. Простота, влагостойкость, совсем малая толщина и высокая надежность сделали силиконовые гибкие нагреватели одним из самых популярных типов электронагревателей в современных системах нагрева.

 

Нано-нагреватели и кольцевые ТЭНы на экструдере

 

Как правильно выбрать тип нагревателей для вашей задачи по нагреву?

Выбор наиболее подходящего нагревательного элемента сводится к пониманию требований вашего нагревательного процесса. Каждый промышленный процесс максимизируется, когда вы можете создать идеальные температуры и подходящие условия для этого.

Как только вы узнаете эти условия, вы захотите выбрать нагревательный элемент, который может решить вашу задачу по нагреву. При этом некоторые факторы часто определяют, подходит нагревательный элемент или нет.

Определение пригодности нагревательного элемента

• Источник питания. Для начала проверьте идеальное номинальное напряжение для вашего оборудования. Обычно это относительно просто определить, чаще всего в промышленных системах номинальное напряжение составляет 220/230 В или 380 В.
• Нагреваемая среда. Если вам нужно нагреть металл – отдайте предпочтение контактным нагревателям, так как они смогут обеспечить максимальную теплопередачу без дополнительных потерь. Если нужно нагреть не воздух, а к примеру, изделие в сушильной камере, лучше выбрать бесконтактные инфракрасные нагреватели. Если же  вы нагреваете жидкость или газ, учитывайте скорость потока и вязкость вещества. Нагрев стоячей жидкости или газа требуют меньше усилий, чем потока. Учтите тип среды для выбора нагревателей. Например, оребренный трубчатый нагревательный элемент был бы хорошим выбором для нагрева воздушного потока, керамический сухой ТЭН в колбе подойдет для подогрева растворов в промышленных ваннах, а если имеется большой резервуар с нефтепродуктами, рекомендуем выбрать специальные врезные и погружные нагреватели нефтепродуктов.
• Плотность мощности. Плотность мощности относится к количеству тепла, отдаваемому нагревательным элементом на единицу площади. Очень важно, чтобы плотность мощности вашего нагревательного элемента соответствовала желаемому количеству тепла для вашего нагревательного процесса. В большинстве случаев вы можете узнать плотность мощности нагревательного элемента, прочитав технические характеристики производителя. Например, для нагрева масла требуется меньшая плотность мощности, чем для нагрева воды. Максимальная плотность мощности может сильно отличаться у различных нагревателей.
• Температура. Крайне важно заранее определить, какая температура требуется для вашего случая. Кроме того, важно выбрать нагревательный элемент, который обеспечивает баланс между идеальной плотностью мощности и температурой. К примеру, максимальная плотность мощности миканитового кольцевого нагревателя при температуре до 350 С составляет 4 Вт/см2, если вам нужна более высокая температура на совсем небольшом размере поверхности, следует выбрать сопловый нагреватель с мощностью до 7 Вт/см2. А если нужна температура нагрева свыше 350 градусов, выбирайте керамический кольцевой нагреватель с плотностью мощности до 9 Вт/см2.
• Расположение датчика термопары. Установка датчика температуры в неподходящих местах нагревателя может привести к неточным показаниям жидкости или газа. Если датчик измеряет только температуру жидкости, при неправильной настройке он может не улавливать фактическую температуру нагревательного элемента, что может привести к его поломке. Все нагреватели от компании Элемаг могут производиться со встроенными термопарами типов К или J.
• Коррозия. Наконец, нагревательный элемент должен выдерживать агрессивные жидкости. Вот где выбор материала оболочки может иметь максимальное значение. Металлы, такие как нержавеющая сталь и инколой, часто используются для нагревательных элементов, которые погружаются в агрессивные жидкости. Колбы для сухих ТЭНов также производятся в основном из нержавейки. А если нужно нагреть действительно агрессивную жидкость, обратите внимание на наш нано-нагреватель для кислот и щелочей.

Выберите подходящие нагревательные элементы для вашей отрасли

Выбор правильного нагревательного элемента – это важный процесс. Однако разумный выбор на ранней стадии поможет предотвратить такие проблемы, как преждевременный износ, низкая эффективность, высокое энергопотребление и многое другое. Проще говоря, вам надо найти наилучшие настройки для выполнения вашей задачи и нагревательный элемент, который обеспечит эти настройки.

Наши специалисты по нагреву обучены понимать ваши промышленные потребности, производить расчеты и подбирать такие нагревательные элементы, которые лучше всего подойдут именно для каждой конкретной задачи. Мы также предлагаем широкий выбор комплектующих для нагревательных систем, термопар, разъемов, термостойких проводов, а также терморегуляторов и  готовых шкафов управления нагревателями.

Свяжитесь с представителем Элемаг прямо сейчас , чтобы мы помогли вам определить лучший нагревательный элемент для вашего случая.