Косвенный нагрев

Электрические нагреватели сопротивления. Косвенный электронагрев наиболее распространен в низко- и среднетемпературных процессах, а также в некоторых высокотемпературных процессах ремонтного производства и промышленности. Достоинствами этого способа являются возможность нагрева любых, проводящих и непроводящих, материалов (в области температур до 1500°С), отсутствие воздействия электрического тока на нагреваемый материал, возможность использования как переменного, так и постоянного тока.

Электрические нагреватели сопротивления просты по устройству и по стоимости уступают лишь электродным нагревателям. Установки косвенного нагрева достаточно безопасны в эксплуатации, что очень важно при отсутствии постоянного обслуживающего персонала. Регулирование мощности нагрева во многих случаях легко достигается простым переключением нагревателей.

К недостаткам косвенного нагрева можно отнести следующие:

1.
дефицитность и сравнительно низкий срок службы нагревателей;

2.
затруднительность или зачастую невозможность ремонта нагревателей (главным образом трубчатых);

3.
более высокий по сравнению с прямым нагревом удельный расход электроэнергии.

В сельскохозяйственном производстве косвенный электронагрев наиболее распространен, особенно в сравнительно мелких потребительских установках.

Основным элементом ЭНУ сопротивления является электрический нагреватель — тепловыделяющий источник, преобразующий электрическую энергию в тепловую. Нагреватель представляет собой высокоомное сопротивление, оборудованное вспомогательными устройствами для подвода тока, электроизоляции, защиты от механических повреждений, крепления и др. Расчету нагревателей предшествует выбор питающего напряжения, разработка способа регулирования мощности и электрической схемы включения.

Типы нагревателей. Конструкции нагревателей отличаются большим разнообразием, которое объясняется разнообразием условий работы, назначения, мощности и других условий. В большинстве случаев нагреватели выполняют с электрической изоляцией и защитными устройствами, поэтому они безопасны в работе и могут применяться для нагрева любых, в том числе и агрессивных сред. Герметизация нагревательных сопротивлений от воздуха и нагреваемых сред позволяет значительно удлинить срок службы сопротивлений и не влиять на сами среды. По исполнению различают открытые, закрытые и герметические нагреватели.

В открытых нагревателях (рис. 2) нагревательные сопротивления открыты для доступа воздуха или нагреваемой среды. Такие нагреватели применяются в электрических печах, электробрудерах, калориферах, обогревателях почвы в парниках и других установках, если это допускается технологией нагрева, условиями безопасности, сроками службы. Открытые нагреватели применяются также в высокотемпературных установках с преимущественно лучистой теплоотдачей (электрические печи ремонтных предприятий). Достоинством таких нагревателей являются простота устройства, хорошие условия теплоотдачи. Для увеличения механической прочности проволочные нагреватели размещают на керамических трубках или стержнях.

В закрытых нагревателях (рис. 3) нагревательные сопротивления размещены в защитном кожухе, предохраняющем их от механических воздействий и от нагреваемой среды, а в герметических – и от доступа воздуха. В закрытых и герметических нагревателях нагревательные сопротивления изолируются от защитного кожуха термостойкой электроизоляцией (фарфор, кварцевый песок, периклаз, термостойкий миканит), которая одновременно служит для фиксации, а иногда и герметизации нагревательных сопротивлений.

В настоящее время широко распространены унифицированные герметические трубчатые электронагреватели (ТЭНы) (рис. 4), которые удовлетворяют условиям большинства тепловых процессов сельскохозяйственного производства.

Рис. 2. Открытый ленточный Рис. 3. Закрытый нагреватель в виде

зигзагообразный нагреватель. радиационной трубы: 1 – труба; 2 – нагреватель;

3 – изоляционная шайба.

Рис. 4. Трубчатый электронагреватель (ТЭН) герметического исполнения: 1 – нихромовая спираль; 2 – трубка; 3 – наполнитель; 4 – выводная шпилька; 5 – герметизирующая уплотнительная втулка; 6 – гайка для крепления; 7 – выводы.