
Когда видишь в магазине очередной тепловентилятор на 1200Вт, первое что приходит в голову - опять эти тонкостенные алюминиевые ТЭНы, которые через сезон работы начинают потрескивать на переключениях мощности. Многие производители до сих пор не понимают, что проблема не в нагревательном элементе как таковом, а в неспособности сплава выдерживать циклические температурные деформации.
Вот смотрю на спецификации китайских тепловентиляторов - везде пишут 'алюминиевый нагреватель', но никто не уточняет марку сплава. А ведь именно от состава зависит, выдержит ли он 300-400 циклов 'холод-нагрев до 300°C-остывание'. Наш техотдел как-то тестировал образцы - после 150 циклов на дешёвых моделях уже появлялись микротрещины в местах крепления нихромовой спирали.
Интересно, что многие конструкторы пытаются решить проблему через увеличение толщины стенки ТЭНа, но это лишь отодвигает момент разрушения. Настоящее решение - легирование, но здесь уже встаёт вопрос стоимости. Для бытового прибора ценовой потолок очень жёсткий.
Кстати, о мощности 1200Вт - это не случайная цифра. Рассчитано именно под стандартную домашнюю сеть с учётом одновременной работы других приборов. Но вот что мало кто учитывает - при таком энергопотреблении температура поверхности ТЭНа в отдельных точках может кратковременно достигать 450°C. Обычный алюминий при таких температурах начинает 'плыть'.
Помню, года три назад мы в ООО Хунань Цзято Новые Материалы начали экспериментировать со скандиевыми добавками в алюминиевые сплавы для электротехники. Первые результаты показали увеличение циклической стойкости на 40-60% даже при минимальном содержании скандия (около 0.15%). Но себестоимость... Производители тепловентиляторов тогда посчитали это излишеством.
Хотя если посчитать долговечность - наш сплав выдерживал до 800 циклов без видимых повреждений. Для производителя это значит возможность дать гарантию 3 года вместо стандартных 12 месяцев. Но маркетологи почему-то считают, что потребитель не готов доплатить за долговечность ТЭНа.
Сейчас на https://www.jthsa.ru можно увидеть наши последние разработки - специально для электронагревателей мы создали сплав с оптимальным соотношением теплопроводности и жаропрочности. Не идеал, конечно, но уже существенный шаг вперёд compared с тем что используют массовые производители.
Чаще всего ломаются не сами ТЭНы, а места их крепления к корпусу. Разные коэффициенты теплового расширения алюминия и стальных крепёжных элементов создают напряжения, которые со временем приводят к разрушению. Мы как-то разбирали тепловентилятор после двух лет эксплуатации - там в местах контакта с стальными скобами образовались явные следы усталости металла.
Ещё одна проблема - неравномерный нагрев. В дешёвых моделях спираль уложена с переменным шагом, из-за чего отдельные участки ТЭНа перегреваются. Это особенно критично для сплавов без легирующих добавок - они начинают локально деформироваться.
Интересно, что некоторые производители пытаются компенсировать это увеличением площади оребрения, но без решения основной проблемы со сплавом это даёт лишь временный эффект. Через полгода-год такие тепловентиляторы начинают шуметь - пластины рёбер из-за постоянных деформаций разбалтываются в посадочных местах.
По статистике нашего партнёрского сервиса, тепловентиляторы 1200Вт чаще всего выходят из строя в конце второго отопительного сезона. Причём характерно - в 70% случаев проблема именно в ТЭНе, а не в электронике или вентиляторе.
Любопытный случай был в прошлом году - привезли на диагностику тепловентилятор, который проработал всего 4 месяца. Оказалось, производитель сэкономил на толщине алюминиевой трубки - стенка была всего 0.6 мм вместо минимально рекомендуемых 0.8 мм. При этом мощность осталась те же 1200Вт - естественно, перегрев и деформация.
Заметил интересную закономерность - тепловентиляторы с нашими сплавами (ООО Хунань Цзято Новые Материалы поставляет заготовки нескольким производителям premium-сегмента) показывают значительно меньший процент обращений в сервис. Да, они дороже, но за три года только 2% от общего числа проданных единиц требовали ремонта.
Сейчас мы экспериментируем с комбинированными решениями - алюминиево-скандиевый сердечник с внешним покрытием. Пока лабораторные tests показывают увеличение срока службы в 2.5-3 раза compared с традиционными решениями. Но технология сложная, требует перестройки производственных линий.
Основная проблема - не столько в стоимости скандия, сколько в технологии введения его в сплав. Нужно очень точное поддержание температуры и времени выдержки, иначе вместо равномерного распределения получаются локальные скопления интерметаллидов, которые ухудшают свойства.
Думаю, через пару лет мы увидим на рынке тепловентиляторы следующего поколения - с интеллектуальным управлением нагревом и принципиально новыми материалами нагревательных элементов. Наша компания как высокотехнологичное предприятие уже ведёт переговоры с несколькими производителями о тестировании экспериментальных сплавов.
Впрочем, даже существующие технологии позволяют создавать достаточно надёжные тепловентиляторы 1200Вт - главное не гнаться за максимальным снижением себестоимости в ущерб качеству сплава. Как показывает практика, экономия в 20-30 рублей на килограмме алюминия в итоге оборачивается репутационными потерями и затратами на гарантийный ремонт.