Нагрівальні спіралі та відкриті спіральні нагрівачі є найбільш ефективним типом електричних нагрівальних елементів, а також найбільш економічно доцільним рішенням для більшості завдань. Нагрівальні елементи з відкритою спіраллю зазвичай виробляються для канального обігріву, примусового обдування і печей високого опору.
Конструкція спірального нагрівача передбачає кріплення елемента за допомогою кронштейнів. Тепловіддача відбувається конвекційним шляхом або методом випромінювання. Вироблення тепла після підключення здійснюється досить швидко і рівномірно.
Канальний обігрів спіральними нагрівачами – одне з найпоширеніших застосувань таких елементів завдяки рівномірному розподілу тепла в повітряному потоці.
При проєктуванні відкритого спірального нагрівача під замовлення з індивідуальними параметрами потрібно враховувати кілька факторів, які допоможуть підібрати оптимальні параметри для конкретного застосування. Для кожного окремого спірального елемента розраховуються потужність нагрівальної спіралі, напруга, а також опір, при яких функціонуватиме пристрій нагріву.
Напруга на кожній котушці визначається схемою підключення живлення. Схема підключення зірка трикутник є двома основними варіантами з'єднання нагрівальних спіралей у трифазній мережі. Якщо нагрівачі не підключені послідовно, вони можуть живитися від однофазної мережі 220 вольт.
У разі, коли нагрівальна спіраль підключена до трифазної мережі за схемою «трикутник», вона отримує повну лінійну напругу 380 вольт. При включенні спіралей за схемою «зірка» на них подається напруга, що дорівнює лінійній напрузі, помноженій на √3.
Розрахунок опору нагрівача проводиться на основі закону Ома:
Наступне, що необхідно визначити, – який сплав для резистивного проводу використовувати. Кожен сплав має різні властивості, які важливо враховувати для кожного об'єкта нагріву окремо.
Після всіх розрахунків технолог встановлює спіраль на спеціальну раму, за допомогою якої розраховує максимально відповідну довжину кожного спірального елемента окремо. Спіраль зазвичай виходить з намотувальної машини повністю зімкнутою – кожен виток щільно прилягає до сусіднього. Коли спіраль розтягують, вона розкривається так, що витки один з одним не стикаються.
Величина розкриття спіралі називається коефіцієнтом розтягування спіралі (SR = довжина розтягування / довжина в закритому стані). Це геометричний крок від одного витка до сусіднього, виражений в одиницях діаметра спіралі. Правильно спроєктований нагрівач відкритої спіралі матиме коефіцієнт розтягування між мінімальним і максимальним значеннями, зазвичай від 2,5 до 4,0.
Внутрішній діаметр кожної спіралі, що використовується для підтримки нагрівального елемента, наприклад при встановленні в канали, визначає максимальний зовнішній діаметр самої спіралі. Внутрішній діаметр контролюється шляхом вказівки належного оправлення, на яке намотується спіраль.
Товщина спіралі нагрівача має велике значення при нагріванні. Чим тонший дріт спіралі, тим вищим буде її опір. Застосовуючи тонкі спіралі, потрібно враховувати, що питома потужність буде високою.
Відношення діаметра намотування спіралі (A) до діаметра самого дроту (W) збільшується з тоншим дротом. Якщо співвідношення A/W занадто велике, спіраль буде надто крихкою і провисне. Якщо воно занадто мале, спіраль буде надто жорсткою – її буде дуже складно розтягнути і практично неможливо застосувати на практиці.
Замовити спіральний відкритий нагрівач можна прямо зараз. Виготовлення нагрівачів під замовлення виконується швидко, з доставкою в найближчі терміни. Компанія вже виготовила тисячі варіантів конструкцій нагрівачів з відкритою спіраллю – нагрівачі відкритої спіралі під замовлення використовуються на багатьох великих підприємствах.
Яка різниця між схемами підключення «зірка» і «трикутник»?
При схемі «трикутник» спіраль отримує повну лінійну напругу мережі, наприклад 380 В. При схемі «зірка» на кожну спіраль подається напруга, що дорівнює лінійній напрузі, поділеній на √3.
Що таке коефіцієнт розтягування спіралі?
Це відношення довжини спіралі в розтягнутому стані до довжини в закритому стані (SR = довжина розтягування / довжина в закритому стані). Для правильно спроєктованого нагрівача цей показник зазвичай становить від 2,5 до 4,0.
Як товщина дроту впливає на властивості спіралі?
Чим тонший дріт, тим вищий опір спіралі та вища питома потужність. Але занадто тонкий дріт робить спіраль крихкою, а занадто товстий – надто жорсткою для розтягування.
Чому важливо правильно обрати сплав резистивного проводу?
Різні сплави мають різну стійкість до високих температур, окислювального середовища та можуть мати немагнітні властивості – вибір залежить від конкретних умов експлуатації нагрівача.
Дивитися усі статі