Трубчатые электронагреватели (ТЭН) предназначены для нагрева различных сред путем конвекции, теплопроводности и излучения посредством преобразования электрической энергии в тепловую. Применяются в качестве комплектующих изделий в промышленных установках и бытовых нагревательных приборах. Существует несколько основных видов ТЭН.

ТЭН для нагрева воды - ТЭНы для прямого нагрева жидкостей (вода, водные растворы кислот, щелочей, продуктов нефтехимии и другие жидкости) устанавливаются на производственном, а также бытовом оборудовании. Многообразие форм ТЭНов, а так же применение на них элементов крепления — штуцера, фланцы, пластины и другие элементы – дает возможность устанавливать ТЭНы, сборки ТЭНов (2 и более на одном крепежном элементе) в различные емкости и объемы  по  желанию  заказчика.

ТЭН для нагрева воздуха - иногда их называют «сухие ТЭНы», предназначены для нагрева воздуха, негорючих газов и смесей газов в спокойной и движущейся среде и в агрессивных условиях (при высоком давлении /в вакууме). ТЭНы для нагрева воздуха имеют неограниченную область применения: калориферы, печи для сауны, обогрев салонов трамваев, сушилки и сушильные шкафы, тепловые пушки, нагреватели для электрических плит и духовых шкафов, тостеры и прочие приборы и оборудование нагрева.

Оребренные ТЭН (ТЭНР) - применяются для нагрева спокойной воздушной среды и для движущегося потока воздуха или газа, что является непременным условием обогрева помещений, как промышленных так и бытовых. Ребра увеличивают теплоизлучающую поверхность используемого трубчатого нагревательного элемента в несколько раз. Оребрение ТЭНР выполнено лентой стальной или из нержавеющей стали, шириной 5 мм, 7 мм и 10 мм. Развернутая длина ТЭНа до 5,5 м, диаметр – от 7,4 до 16 мм. Материал, размеры оребрения ребристых трубчатых нагревателей и удельная мощность (Вт на см2 -вт. нагрузка) являются двумя важнейшими факторами, которые влияют на его долговечность.

ТЭН для прессформ - предназначены для нагрева и обеспечения необходимой температуры в процессе литья изделий, переработки пластмасс, пластика и других материалов. При этом основное требование  для использования данного вида ТЭН – гарантированный контакт с нагреваемой поверхностью. Для пресс форм часто используются ТЭН патронного типа.

Стрелочные ТЭН (СТЭН) - предназначены для установки в узлы стрелок железной дороги, в климатических условиях с умеренным и суровым климатом для работы при температурах от -40°С до +70°С. При работе допустимы кратковременные значения температуры от -55С°С до +90°С. Токоподводящий провод выполнен в термо-морозостойком исполнении, имеет длину – 4 метра и соединяется с контактными выводами электронагревателя через герметично закрытую муфту, предохраняющую от попадания влаги на контакты и внутрь СТЭН.

Электронагреватели для оттайки испарителей в холодильнике - основное назначение ТЭНов, это очистка поверхности испарителя от инея и предотвращение образования «снеговой шубы». ТЭНы для оттайки устанавливаются в промышленные холодильники, торговые витрины, горки, шкафы и т.д. Изготовляются из нержавеющих сталей и имеют специальную защиту токоведущих соединений из-за высокой влажности. Защита исполняется в виде герметичных соединительных муфт с применением термоусадочных  трубок ТУТ и ТТК  и внутренней герметизацией с помощью диэлектрических смол и других материалов, обеспечивающих максимальную степень герметичности на участках соединения   провода с токовым выводом ТЭНа.

Блоки электронагревателей (ТЭНБ) – это электронагреватели сформированные в особый блок ТЭНов. Производится из нескольких ТЭНов – от 2 до 18 штук, а иногда  и более, закрепленных на общей площадке – это может быть резьбовой, круглый, прямоугольный фланец/пластина. ТЭНБ изготовляются с различными величинами мощностей – от 0,5 кВт до 100 кВт и более. Они просты в установке, используются в основном для нагрева воды, химических растворов, масел, газовых сред, для разогрева вязких масло-нефтепродуктов (гудрон, битум), для нагрева паровоздушных смесей. Фланец может быть резьбовой с трубной резьбой G1 ½, G2, G2 ½, ,G3, метрической и других видов, а также без резьбы, с шестигранником под ключ или другой конструкции.

1. Термины и определения

1.1. Трубчатый электронагреватель (ТЭН) – электрический нагреватель сопротивления, состоящий из нагревательного элемента, имеющего на концах контактные стержни, запрессованного вместе с наполнителем в металлическую оболочку в соответствии с чертежом.
1.2. Нагревательный элемент – металлический проводник, выполненный из сплава с высоким удельным сопротивлением.
1.3. Наполнитель – уплотненный изолирующий материал, окружающий электронагревательный элемент.
1.4. Герметизация торцов – заполнение торцов ТЭН материалом, обеспечивающим защиту наполнителя от влияния на него влаги.
1.5. Контактный стержень – токоведущая металлическая деталь, служащая для подключения ТЭН к сети питания.
1.6. Активная длина – часть ТЭН, в которой размещается нагревательный элемент.
1.7. Активная поверхность – поверхность ТЭН на его активной длине.
1.8. Развернутая длина – сумма длин прямолинейных и изогнутых участков ТЭН.
1.9. Удельная поверхностная мощность ТЭН – мощность, приходящаяся на 1 см 2 активной поверхности.
1.10. Сопротивление изоляции ТЭН – электрическое сопротивление изоляционного материала, измеренное между токоведущими частями и металлической оболочкой.
1.11. Условия нормальной эксплуатации – условия работы, для которых предназначен конкретный тип ТЭН.
1.12. Условия нормальной теплоотдачи – условия теплоотдачи, когда ТЭН работает в нормальных условиях эксплуатации.
1.13. Рабочая температура – температура на активной части оболочки ТЭН, которая возникает при эксплуатации в условиях нормальной теплоотдачи при нормальных напряжениях.
1.14. Холодное состояние ТЭН – термическое состояние, при котором температура любой части ТЭН отличается не более чем на 3°С от температуры окружающей среды.
1.15. Установившийся режим – состояние, при котором превышение температуры ТЭН или его части в течение 30 минут изменяется не более чем на 3°С или на 2,5% в зависимости от того, что больше.
1.16. Горячее (рабочее) состояние ТЭН – состояние ТЭН при установившемся режиме в условиях нормальной теплоотдачи.
1.17. Номинальная потребляемая мощность ТЭН – мощность, потребляемая ТЭН в условиях нормальной теплоотдачи при рабочей температуре, указанная изготовителем на изделии.
…
1.21. Типопредставитель – изделие из ряда однотипных, сходных по конструкции и объединенных общими требованиями.

2. Основные параметры и размеры.

2.1. ТЭНы должны изготавливаться на следующие номинальные напряжения 12; 24; 36; 42; 48; 60; 127; 220; 380 В. Допускается изготовление ТЭН, предназначенных для последовательного соединения, на напряжения 1/2, 1/3, 1/4 от указанных номинальных значений напряжений. По согласованию между изготовителем и потребителем допускается изготавливать ТЭН на другие номинальные напряжения.
2.2. … Предельные отклонения ТЭН с развернутыми длинами до 1000 мм не должны превышать ±2% (но не более 12мм), а свыше 1000 мм - ±1%. По согласованию изготовителя с потребителем допускается увеличение предельных отклонений по номинальной развернутой длине.
…
2.4. Номинальные длины контактных стержней в заделке и соответствующие им условные обозначения должны соответствовать указанным в таблице:

…

3. Технические требования.

…
3.5. Отклонение потребляемой мощности ТЭН при номинальном напряжении не должно превышать +5% -10% от номинальной потребляемой мощности для ТЭН с активным сопротивлением свыше 10 Ом и ±10% для ТЭН с активным сопротивлением менее 10 Ом.
…
3.9. Сопротивление изоляции ТЭН в холодном состоянии должно быть не менее 0,5 МОм, а при приемо-сдаточных испытаниях на заводе-изготовителе – не менее 50 МОм.
…
3.11. Изоляция ТЭН в холодном состоянии должна выдерживать испытательное синусоидальное напряжение частотой 50 Гц, указанное в таблице:

…

4. Правила испытаний.

4.1. Для контроля соответствия ТЭН требованиям настоящего стандарта изготовитель должен проводить приемо-сдаточные, периодические, типовые испытания.
4.2. Приемо-сдаточным испытаниям подвергают каждый ТЭН. При этом контролируется соответствие ТЭН требованиям пп… 3.5 (в холодном состоянии) и 3.11.
Допускается дополнительно контролировать соответствие ТЭН требованиям п.3.9.
…

5. Метеды испытаний.

…
5.6. Изоляцию ТЭН в холодном состоянии (п.3.11) испытывают путем приложения испытательного напряжения между одним из выводов и оболочкой и выдержки в течение 1 минуты; в начале испытания прикладывают не более половины испытательного напряжения, которое затем быстро повышают до полного значения. Во время испытаний не должно происходить поверхностного перекрытия или пробоя изоляции.
При приемо-сдаточных испытаниях допускается проводить испытания в течение 1 секунды при условии повышения испытательного напряжения на 25%.
…
5.7…При приемо-сдаточных испытаниях допускается проверять потребляемую мощность в холодном состоянии измерением активного сопротивления ТЭН измерительным мостом или омметром.
Коэффициент приведения активного сопротивления, измеренного в холодном состоянии ТЭН, к сопротивлению в горячем состоянии должен соответствовать указанному в конструкторской документации.

6. Маркировка, упаковка, транспортирование.

…
6.2 Маркировка должна содержать:

1) условное обозначение материала оболочки и нагревательной среды или тип ТЭН;
2) номинальное напряжение, В;
3) номинальную потребляемую мощность, кВт;
4) … год выпуска (последние две цифры)
…
6.8. Хранение ТЭН должно осуществляться в отапливаемых и вентилируемых складах. Температура окружающего воздуха – от 5 до 40°С . Среднее значение относительной влажности – до 65% при 20^OС.
…

ПРИЛОЖЕНИЕ (обязательное)

1.Характерные случаи применения ТЭН и удельные поверхностные мощности в зависимости от условий эксплуатации и материал оболочки приведены в таблице:

2. Конец контактного стержня ТЭН изогнутой конфигурации должен находиться только на прямом участке на расстоянии не менее 20,0 мм от начала гиба для ТЭН диаметрами 10,0; 13,0; 16,0 мм и не менее 10 мм для ТЭН диаметрами 6,5; 8,0; 8,5; 9,5 мм.

3. Указание по эксплуатации. 

3.1. Перед эксплуатацией ТЭН проверяют: 

1) сопротивление изоляции (при его падении ниже 0,5 МОм или увеличении тока утечки более 0,75 мА/кВт ТЭН следует просушить при температуре 120 - 150°С в течение 4 – 6 часов);
2) надежность заземления;
3) защиту токоведущих частей от случайного к ним прикосновения и попадания брызг (все монтажные и ремонтные работы следует проводить при снятом напряжении).

3.2. При эксплуатации ТЭН:

1) необходимо следить за состоянием контактных стержней и токоподводящих проводов, не допуская ослабления соединения;
2) при подтягивании контактных гаек не допускается провертывания контактных стержней в корпусе ТЭН;
3) активная часть ТЭН должна быть полностью расположена в рабочей среде;
4) при нагревании твердых тел (деталей штампов, пресс-форм, литейных форм) должен быть обеспечен надежный тепловой контакт оболочки с нагреваемой средой.

3.3. Не допускается крепление ТЭН за контактные стержни и эксплуатация ТЭН при температуре выше указанной в таблице п. 1 настоящего приложения.