Στοιχείο θέρμανσης

Στοιχείο θέρμανσης

Περιεχόμενα

[ απόκρυψη ]

• 1 Στοιχεία θέρμανσης μετάλλων

• 2 Κεραμικά θερμαντικά στοιχεία

• 3 θερμαντικά στοιχεία πολυμερών PTC

• 4 Σύνθετα θερμαντικά στοιχεία

• 5 Συστήματα συνδυασμού θερμαντικών στοιχείων

• 6 Δείτε επίσης

• 7 Αναφορές

Στοιχεία θέρμανσης μετάλλων [ Επεξεργασία ]

• Nichrome : Τα περισσότερα στοιχεία θέρμανσης χρησιμοποιούν σύρμα, κορδέλα ή ταινίες nichrome 80/20 (80% νικέλιο , 20% χρώμιο ). Το Nichrome 80/20 είναι ένα ιδανικό υλικό, επειδή έχει σχετικά υψηλή αντοχή και σχηματίζει ένα προσκολλημένο στρώμα οξειδίου του χρωμίου όταν θερμαίνεται για πρώτη φορά. Το υλικό κάτω από αυτό το στρώμα δεν θα οξειδωθεί, εμποδίζοντας το σύρμα να σπάσει ή να καεί.

Ένα περιστρεφόμενο στοιχείο θέρμανσης από μια ηλεκτρική τοστιέρα

• Σύρμα αντοχής: Τα στοιχεία θέρμανσης με αντίσταση μετάλλων μπορεί να είναι σύρμα ή κορδέλα, ίσια ή συσπειρωμένα. Χρησιμοποιούνται σε κοινές συσκευές θέρμανσης όπως φρυγανιέρες και στεγνωτήρες μαλλιών , καμίνους για βιομηχανική θέρμανση, δάπεδα θέρμανσης, θέρμανση οροφής, θέρμανση δρόμων για την τήξη χιονιού, στεγνωτήρια κλπ. Οι πιο συνηθισμένες κατηγορίες υλικών που χρησιμοποιούνται περιλαμβάνουν:

• Καλώδια Kanthal (FeCrAl)

• Nichrome 80/20 σύρμα και ταινίες

• Κράματα Cupronickel (CuNi) για θέρμανση χαμηλής θερμοκρασίας

• Χαραγμένο φύλλο: Τα εγχάρακτα στοιχεία από φύλλο αλουμινίου είναι γενικά κατασκευασμένα από τα ίδια κράματα όπως στοιχεία σύρματος αντοχής, αλλά παράγονται με μια διαδικασία αφαιρετικής φωτοχρωματοποίησης που αρχίζει με ένα συνεχές φύλλο μεταλλικού φύλλου και τελειώνει με ένα περίπλοκο σχέδιο αντίστασης. Αυτά τα στοιχεία βρίσκονται συνήθως σε εφαρμογές θέρμανσης ακριβείας όπως η ιατρική διάγνωση και η αεροδιαστημική.

Κεραμικά στοιχεία θέρμανσης [ Επεξεργασία ]

• Δισιλικοκτόνο μολυβδαίνιο : Δισιλικοκτόνο μολυβδαίνιο (MoSi ₂ ) μια διαμεταλλική ένωση, ένα πυριτίδιο του μολυβδαινίου, είναι ένα πυρίμαχο κεραμικό που χρησιμοποιείται κυρίως σε στοιχεία θέρμανσης. Έχει μέτρια πυκνότητα, σημείο τήξης 2030 ° C και είναι ηλεκτρικά αγώγιμο. Σε υψηλές θερμοκρασίες σχηματίζει ένα στρώμα παθητικοποίησης διοξειδίου του πυριτίου, προστατεύοντάς το από περαιτέρω οξείδωση. Η περιοχή εφαρμογής περιλαμβάνει τη βιομηχανία γυαλιού , την πυροσυσσωμάτωση από κεραμικά υλικά , τους κλιβάνους θερμικής επεξεργασίας και τους φούρνους διάχυσης ημιαγωγών .

• Κεραμικά στοιχεία PTC : Το κεραμικό υλικό PTC ονομάζεται για τον θετικό συντελεστή θερμικής αντίστασής του (δηλαδή η αντίσταση αυξάνεται κατά τη θέρμανση). Τα περισσότερα κεραμικά έχουν αρνητικό συντελεστή, ενώ τα περισσότερα μέταλλα έχουν θετικές τιμές. Ενώ τα μέταλλα καθίστανται ελαφρώς πιο ανθεκτικά σε υψηλότερες θερμοκρασίες, αυτή η τάξη κεραμικών (συχνά σύνθετα τιτανικού βαρίου και τιτανικού μολύβδου ) έχει εξαιρετικά μη γραμμική θερμική απόκριση, έτσι ώστε να γίνεται εξαιρετικά αντιστατική πάνω από μία συνάρτηση εξαρτώμενη από την κατώτατη θερμοκρασία. Αυτή η συμπεριφορά αναγκάζει το υλικό να λειτουργήσει ως δικό του θερμοστάτη , καθώς το ρεύμα περνάει όταν είναι δροσερό, και όχι όταν είναι ζεστό. Λεπτές μεμβράνες αυτού του υλικού χρησιμοποιούνται σε θερμαντήρες απόψυξης αυτοκινήτου πίσω παρμπρίζ και τα στοιχεία σε σχήμα κηρήθρας χρησιμοποιούνται σε πιο ακριβά στεγνωτήρια μαλλιών και θερμοσίφωνες .

Στοιχεία θέρμανσης PTC του πολυμερούς [ Επεξεργασία ]

Ένας εύκαμπτος θερμαντήρας PTC κατασκευασμένος από αγώγιμο καουτσούκ

Οι θερμαντήρες αντίστασης μπορούν να κατασκευαστούν από αγώγιμα υλικά από καουτσούκ PTC όπου η ειδική αντίσταση αυξάνεται εκθετικά με την αύξηση της θερμοκρασίας. ^[1] Ένας τέτοιος θερμαντήρας θα παράγει υψηλή ισχύ όταν είναι κρύο, και θα θερμανθεί γρήγορα σε μια σταθερή θερμοκρασία. Λόγω της εκθετικά αυξανόμενης αντίστασης, ο θερμαντήρας δεν μπορεί ποτέ να θερμανθεί σε θερμότερο από αυτή τη θερμοκρασία. Πάνω από αυτή τη θερμοκρασία το λάστιχο λειτουργεί ως ηλεκτρικός μονωτήρας. Η θερμοκρασία μπορεί να επιλεγεί κατά την παραγωγή του καουτσούκ. Οι τυπικές θερμοκρασίες είναι μεταξύ 0 και 80 ° C (32 και 176 ° F).

Πρόκειται για ένα θερμοηλεκτρικό θερμοστάτη σημείου και αυτόνομο θερμαντήρα . ^{[ Απαιτείται διευκρίνιση ]} Η αυτορύθμιση σημαίνει ότι κάθε σημείο του θερμαντήρα διατηρεί ανεξάρτητα σταθερή θερμοκρασία χωρίς την ανάγκη ρύθμισης της ηλεκτρονικής. Ο αυτοπεριορισμός σημαίνει ότι ο θερμαντήρας δεν μπορεί ποτέ να ξεπεράσει κάποια θερμοκρασία σε οποιοδήποτε σημείο και δεν χρειάζεται προστασία από υπερθέρμανση.

Σύνθετα στοιχεία θέρμανσης [ Επεξεργασία ]

το στοιχείο με επένδυση κόβει τη διατομή

• Στοιχεία σωληνοειδών θερμαντικών στοιχείων: Τα σωληνωτά (περιβλήματα) στοιχεία αποτελούνται κανονικά από ένα λεπτό πηνίο σύρματος από κράμα ανθεκτικού στη θωράκιση ανθεκτικών σε νικέλιο (NiCr), το οποίο βρίσκεται σε μεταλλικό σωλήνα (από κράματα από ανοξείδωτο χάλυβα, όπως Incoloy ή χαλκό) και μονώνεται με σκόνη οξειδίου του μαγνησίου . Για να διατηρηθεί η υγρασία έξω από τον υγροσκοπικό μονωτή, τα άκρα είναι εξοπλισμένα με σφαιρίδια από μονωτικό υλικό όπως κεραμικό ή σιλικονούχο ελαστικό ή συνδυασμός και των δύο. Ο σωλήνας τραβιέται μέσω μίας μήτρας για να συμπιεστεί η σκόνη και να μεγιστοποιηθεί η μετάδοση θερμότητας. Αυτά μπορεί να είναι μια ευθεία ράβδος (όπως σε φούρνους τοστιέρα ) ή να κάμπτονται σε ένα σχήμα που καλύπτει μια περιοχή που πρέπει να θερμανθεί (όπως σε ηλεκτρικές σόμπες , φούρνους και καφετιέρες ).

• Στοιχεία οθόνης : Τα μεταλλικά κεραμικά κομμάτια που έχουν τυπωθεί σε οθόνη και έχουν εναποτεθεί σε κεραμικά μονωμένα μεταλλικά (γενικά χαλύβδινα) φύλλα έχουν βρεθεί εκτεταμένη εφαρμογή ως στοιχεία σε βραστήρες και άλλες οικιακές συσκευές από τα μέσα της δεκαετίας του '90.

• Ακτινοβολούμενα στοιχεία θέρμανσης (λαμπτήρες θερμότητας): Ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως υψηλής ισχύος λειτουργεί συνήθως σε λιγότερο από τη μέγιστη ισχύ για να ακτινοβολεί ως επί το πλείστον υπέρυθρο αντί για ορατό φως . Αυτά συνήθως βρίσκονται σε θερμαντήρες ακτινοβολημένων χώρων και θερμαντήρες τροφίμων, λαμβάνοντας είτε μια μακρά, σωληνωτή μορφή είτε μια μορφή λαμπτήρα ανακλαστήρα R40 . Το στυλ λαμπτήρα ανακλαστήρα είναι συχνά χρωματισμένο κόκκινο για να ελαχιστοποιηθεί το ορατό φως που παράγεται. η σωληνωτή μορφή έρχεται σε διάφορες μορφές:

• Επένδυση χρυσού - φημίζεται από την κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας λάμπα Phillips Helen Μια χολική διχροϊκή μεμβράνη τοποθετείται στο εσωτερικό που μειώνει το ορατό φως και επιτρέπει το μεγαλύτερο μέρος του υπέρυθρου βραχέως και μεσαίου κύματος. Κυρίως για τη θέρμανση των ανθρώπων. Πολλοί κατασκευαστές κατασκευάζουν τώρα αυτούς τους λαμπτήρες και βελτιώνονται συνεχώς.

• Ruby Red coated - Η ίδια λειτουργία με τους λαμπτήρες με επικάλυψη χρυσού, αλλά σε ένα κλάσμα του κόστους. Η ορατή αντανάκλαση είναι πολύ υψηλότερη από την χρυσή παραλλαγή.

• Διαυγές - Δεν υπάρχει επικάλυψη και χρησιμοποιείται κυρίως στις διαδικασίες παραγωγής.

• Αφαιρούμενα κεραμικά στοιχεία πυρήνα: Περιλαμβάνει σύρμα κράματος με θωρακισμένη αντίσταση που έχει κοπεί μέσω ενός ή περισσοτέρων κυλινδρικών κεραμικών τμημάτων για να δημιουργήσει ένα απαιτούμενο μήκος (σε σχέση με την έξοδο), με ή χωρίς κεντρική ράβδο. Τοποθετημένο σε ένα μεταλλικό περίβλημα ή σωλήνα σφραγισμένο στο ένα άκρο, αυτός ο τύπος στοιχείου επιτρέπει την αντικατάσταση ή την επισκευή χωρίς να σπάσει στη σχετική διαδικασία, συνήθως με θέρμανση υπό πίεση.

Σύστημα συνδυασμού στοιχείων θέρμανσης [ Επεξεργασία ]

• Τεχνολογία παχιάς μεμβράνης : Τα στοιχεία θέρμανσης για φούρνους υψηλής θερμοκρασίας είναι συχνά κατασκευασμένα από εξωτικά υλικά, όπως πλατίνα , δισιλιλίδιο μολυβδαίνιου , μολυβδαίνιο ( φούρνοι κενού ) και καρβίδιο του πυριτίου . Οι αναφλεκτήρες καρβιδίου πυριτίου είναι συνήθεις σε φούρνους αερίου. Οι θερμαντήρες λέιζερ χρησιμοποιούνται επίσης για την επίτευξη υψηλών θερμοκρασιών σε τεχνολογία παχύ φιλμ. ^[2]

• Ηλεκτρική εστία : Οι πρώτοι ηλεκτρικοί φούρνοι χρησιμοποιούσαν σωληνωτά θερμαντικά στοιχεία για όλες τις λειτουργίες, αλλά ορισμένοι χρησιμοποιούν άλλη τεχνολογία για τους επιφανειακούς καυστήρες για να παράγουν ένα εύρος ομαλής κορυφής που είναι ευκολότερο να καθαριστεί.