Nykyaikaiset lämmityselementit

Artikkelissa "Sähköiset lämmityselementit" Se kerrottiin pääasiassa putkimaisista lämmityselementeistä - lämmityselementeistä ja avoimista spiraaleista. Lisäksi on monia muita elementtejä, joista jotkut ovat melkein saman ikäisiä kuin avoin kierre, kun taas toiset ovat ilmestyneet suhteellisen äskettäin, nykyaikaisen tekniikan kehityksen ansiosta. Tietoja näistä lämmittimistä, uusia ja ei kovin, keskustellaan tässä artikkelissa.

Infrapuna-lämmityselementit

Niitä käytetään pääasiassa erilaisissa laitteissa infrapunalämmittimet tilan lämmitykseen. Yksinkertaisesti sanottuna nämä ovat lämmityslaitteet, jotka luovat mukavuutta talossa, asunnossa, toimistossa tai työpajassa. Eri olosuhteissa käytetään laajaa valikoimaa lämmitinmalleja. Infrapunalämmittimiä voidaan käyttää myös erilaisissa teknologisissa laitteissa, joissa vaaditaan tiettyjen esineiden lämmittämistä.

Vaikuttava esimerkki tällaisista teknologisista laitteista ovat infrapunajuotosasemat ja modernit laboratorion lämmityskaapit ja uunit. IR-lämmitystä käytetään laajasti SMD-komponenttien piirilevyjen ryhmäjuottamisessa.

Kuva 1. Ryhmäjuotosten asennus IR-lämmityksellä: 1 - poistoilmanvaihto, 2 - IR-lamppujen matriisi, 3 - levy, 4 - IR - lamppu, 5 - heijastin, 6 - jäähdytyslaite, 7 - kuljetin

IR-säteily, mikä se on ja miten se toimii

Infrapunasäteily on yksi aurinkospektrin komponenteista. IR-säteet sijaitsevat auringonvalon alimman taajuuden alueella. Juuri he tuovat meille lämpöä maan päälle. Samaan aikaan infrapunasäteet kulkevat esteettömästi ilman läpi kuumentamatta sitä ollenkaan. Maan pinta kuumenee, ja kaikki mitä auringonvalon tiellä on. Ja vasta sitten ilma lämpenee lämpimistä esineistä. Siksi ilma on viileää aamulla, kunnes aurinko nousee. Infrapunalämmittimet, jotka ovat teollisuuden ja kotitalouslämmittimet.

Tietenkin ihmisen tekemien IR-lämmittimien alue ei ole yhtä leveä kuin auringonvalon, ja se on IR-alueen pitkän aallonpituuden alueella aallonpituudella λ = 50–2000 μm. Lisäksi, mitä matalampi on lämmitetyn rungon lämpötila, sitä pidempi on aallonpituus. Infrapunasäteilyalue on yleensä paljon laajempi ja jaettu kolmeen alialueeseen

• lyhytaaltoalue: λ = 0,74 - 2,5 mikronia,

• keskiaallon alue: λ = 2,5-50 mikronia,

• pitkä aallonpituusalue: λ = 50 - 2000 mikronia,

mutta infrapuna-lämmityselementit toimivat vain IR-spektrin pitkäaallonpituudessa. Erilaiset infrapunalämmittimet ovat perusta infrapunalämmittimien luomiseen. Koska infrapuna-lämmityselementtien lämpö siirtyy pääasiassa lämmön säteilyllä, niitä kutsutaan usein infrapunasäteilijöiksi.

Kuinka IR-lämmittimet järjestetään?

Itse asiassa IR-lämmittimen suunnittelu on yksinkertainen ja vaatimaton: lämmityselementti - jäähdytin on sijoitettu yhden tai toisen mallin koteloon, kotelon sisällä on heijastin - heijastin, liitännät jäähdyttimen kytkemiseen ja ulkoiset liitännät ulkoisille johdoille. Kuvio 2 esittää juuri niin yksinkertaisen lämmittimen version.

Kuva 2. IR-lämmittimen malli: 1 - heijastin (heijastin), 2 - suojaverkko, 3 - kytkin, 4 - asennuskiinnike, 5 - infrapunahiilen lamppu, 6 - kansi, 7 - liitinrasia, 8 - virtajohto, 9 - haarukka.

On heti selvää, että tämän mallin lämmitin on hyvin samanlainen kuin halogeenilamppujen kohdevalo, jota käytetään valaisemaan mainontaa, rakennusten julkisivuja, kuistilla olevia askelia, osa piha-osaa talon lähellä. Yleensä suhteellisen pieni alue, ns. Paikallinen valaistus.

Siksi IR-lämmittimien avulla on myös mahdollista lämmittää huoneen koko aluetta, mutta vain osaa siitä. Energiansäästö on havaittavissa paljaalla silmällä: miksi lämmittää koko huonetta, jos voit lämmittää vain yhden kulman? Kuvassa 3 on esimerkki toimistotyöntekijän yksilöllisestä lämmityksestä.

Kuva 3. Piste IR-lämmitys

Tämä on tarkalleen lämmitysvaihtoehto, joka voidaan saada kuviossa 2 esitetyn lämmittimen avulla. Jos haluat lämmittää esimerkiksi kahvilassa, tarvitset hieman erilaisia ​​lämmittimiä, jotka voidaan asentaa kattoon, kuten loisteputket. Tämä vaihtoehto on esitetty kuvassa 4. Lämmittimet voidaan ripustaa periaatteessa jokaisen pöydän päälle tai yksinkertaisesti checkerboard-malliin.

Kuva 4. Täysi lämmitys

Löydät paljon samanlaisia ​​lämmitysmenetelmiä, koska IR-lämmittimiä käytetään lämmittämään melko suuria huoneita: työpajoja, varastoja, työpajoja ja jopa pieniä ulkoalueita. Se voi olla esimerkiksi huvimaja talon lähellä tai ravintolan kuisti, jossa on pöytiä. Kuvassa 2 esitetty infrapunalämmitin käyttää infrapunahiilen lamppua, mikä se on, miten se on järjestetty ja mitkä ovat sen ominaisuudet?

Hiililamppu

Se on kvartsista valmistettua tyhjiöputkea, jonka sisällä on säteilevä elementti, joka on valmistettu hiili (hiili) kuidusta, tarkemmin sanottuna useista kimppuun kierretyistä kuiduista. Joskus tätä säteilevää elementtiä kutsutaan hiilispiraaliksi, vaikka tämä ei olekaan täysin oikein.

Hiilikuitu on ilmestynyt suhteellisen äskettäin, mutta se on saanut suuren suosion eri tekniikoissa. Ei vain hiilidioksidipäästöjä. Erityisillä tekniikoilla hiilikuitu valmistetaan hiilikuiduista.

Hiilimuovien sovellusvalikoima on erittäin laaja, noin kaksikymmentä suuntaa: lentokone- ja raketiteknologiasta soittimien kielille. Hiilimuoveja käytetään laajalti autoteollisuudessa, pääasiassa urheiluautoissa. Amatööri- ja urheilukalastusta rakastavat arvostivat kaikkia hiilitankojen hurmaa.

Hiilikuidulla on kuiturakenne, joka lisää merkittävästi säteilyaluetta. Tämä alue on kymmeniä ja satoja kertoja suurempi kuin nikromin, volframin, keramiikan, flameniinin tai muiden materiaalien spiraalin alue. Tällainen kehittynyt alue johtaa tosiasiaan, että hiilikuitujen lämmönsiirto on 30 - 40% korkeampi kuin tavanomaisilla lämmityselementeillä.

Kun jännitettä käytetään, hiilikuitu lämpenee välittömästi, säteilevän lämmön muodostuminen alkaa heti, lisäksi ilman haitallista säteilyä spektrin ultraviolettiosassa. Hiilikuitun lisääntynyt lämmönsiirto johtaa taloudellisempaan energiankulutukseen kuin tavanomaiset nikroomikierteestä valmistetut lämmittimet.

Samalla virrankulutuksella hiililämmittimet tuottavat enemmän lämpöä. Lämpö ei mene katon alle, kuten esimerkiksi lämmityksen, öljypatterin tai keskuslämmitysakun lämmityksen tapauksessa.

Hiililamppujen optinen säteily on hyvin pieni. Heikosti näkyvä punainen hehku ei vaikuta näkyviin ollenkaan, ei sokea, mutta hehku on silti havaittavissa. Kuvio 5 esittää toimivia kotilämmittimiä, jotka perustuvat hiililamppuihin.

Kuva 5. Hiililämmittimen toiminta

Lämmittimen yläosassa on kytkimet, jotka asettavat toimintatilat. Lämmittimen jalustassa on sähkökäyttö, joka luo lämmittimen rokkauksen eri suuntiin, samalla tavalla kuin puhaltimet tekevät. Näillä käännöksillä saavutetaan lämmityspinta-alan kasvu.

Katso myös tästä aiheesta:Mielenkiintoisia faktoja infrapunalämmityksestä

Keraamiset infrapunalämmittimet

Ne ovat tavallinen lämmitin, "vangittuna" keraamiseen kuoreen - kotelo. Keraamisia lämmitetään lämmöllä lämmittimestä, ja jo siitä lämpöäteet säteilevät ulkoiseen ympäristöön. Keraamisen vaipan pinta-ala on useita kertoja lämmittimen pinta-alasta, joten lämpöä annetaan aktiivisemmin.

Keraamisen lämmittimen ulkonäkö on esitetty kuvassa 6. Sellaisia ​​lämmittimiä kutsutaan usein paneeli-infrapunalämmittimiksi. Lämmityspaneelien muoto on monipuolisin. Lämmitin voi olla tasainen, kovera tai päinvastoin kupera.

Kuva 6. Keraamisen lämmittimen ulkonäkö

Etupinnalla voit harkita lämmittimen kokoonpanoa, takapinnalla on johdot, jotka on eristetty keraamisilla helmillä. Keraamisten lämmittimien työlämpötila on 700 ... 750 astetta, ominaispinta-alateho jopa 64 kW / m2. Keraamisten lämmittimien teho voi vaihdella useista kymmenistä watteista useisiin kilowatteihin. Niin kutsutaan, kaikissa tilanteissa.

Joissakin keraamisten lämmittimien tyypeissä, kuten HSR-tyyppisissä, on avoin, näkyvä kela. Lämmittimen käyttölämpötila on 900 ° C, lämmitin on suunniteltu nopeaan lämmitykseen. HSR-lämmittimen ulkonäkö on esitetty kuvassa 7.

Kuva 7. HSR-tyyppinen lämmitin

Keraamisia IR-lämmittimiä on kolme tyyppiä: tilavuus (kiinteät), ontot ja myös lämmittimet, joissa on sisäänrakennettu termoelementti. Tilavuusosat ovat riittävän hitaita, lämpenevät pitkään ja jäähtyvät hitaasti. Tapauksissa, joissa tarvitset säännöllistä on / off-lämmitintä, käytetään onttoja lämmittimiä.

Ne ovat vähemmän inertioita, mikä sallii niiden käytön erilaisissa teknologisissa prosesseissa, joissa on välttämätöntä ylläpitää työväliaineen tarkka lämpötila kytkemällä säteilijä ajoittain päälle / pois päältä. Alennetun massan vuoksi onttojen päästöjen kuumennusnopeus on 40% korkeampi kuin irtotavaran päästöjen.

Toisin kuin irtokaasupäästöt, onttojen päästöjen suurin osa säteilystä suuntautuu eteenpäin. Säteilyn takaisin estämistä ontto termosuoja takana, joka aikaansaa säästävät lämpötilaolosuhteet kotelorakenteiden elementeille ja lisää myös emitterin tehokkuutta. Verrattuna saman tehon tilavuuslämpöpattereihin sähkönkulutuksen vähennys saavuttaa 15%.

Tilavuuslämpöpatteria käytettäessä tällainen lämmönjakelu voidaan saavuttaa vain heijastinta käyttämällä. Joissakin tyyppisissä IR-lämmittimissä on sisäänrakennettu termoelementti, tyyppi K tai J, joka mahdollistaa lämpötilan tarkan hallinnan ja säätämisen. Se on erittäin kätevä käyttää teknologisissa prosesseissa.

IR-säteilijöitä käytetään paljon teknologisissa prosesseissa. Tässä on vain muutama niistä:

• Maalin kuivuminen (kaksikomponenttiset maalit, epoksilakat),

• Muovinkäsittely (PVC: n vulkanointi, ABS-muovin lämpömuovaus, polyeteeni, polystyreeni, auton korin osat, jauhemaalaus)

• Liiman kuivaus

• Ruoanvalmistus (lämmitetyn ylläpitäminen, grilliminen, sterilointi ja pastörointi),

• Tekstiilit (silkkipainanta, tarroja t-paitoissa, mattolateksointi),

• Kauneus ja terveys (infrapuna-lämpökaapit, saunat)

Edison-infrapunakeraamiset lamput

Onttojen keraamisten säteilijöiden suhteen on saatavana E27-kansi, kuten tavallinen hehkulamppu. Tätä perustaa keksi kauan sitten suuri keksijä T. Edison. Kehittäjän nimeä immortaloi korkki nimeltään ”E” ja korkin halkaisija millimetreinä 27. Suunnittelu on erittäin kätevä: he yksinkertaisesti ruuvasivat sen patruunaan hehkulampun sijasta ja heti lämminivät!

Uskotaan, että näitä lämmittimiä käytetään useimmiten kotieläintaloudessa.Jopa kiinalaisilla sivustoilla, joissa on ilmainen toimitus, englannista tehdyltä kömpelöltä konekääntäjältä, voit ymmärtää, että nämä lämmittimet on suunniteltu lehmänlautoille, siipikarjataloille ja sikoille.

Miksi tällaista jäähdytinä ei voi ripustaa, ellei kotona, ainakin työpaikalla? Onhan kaukana salaisuus, että työnantajamme eivät vaivaudu luomaan normaaleja työolosuhteita: kesällä ei ole tarpeeksi ilmastointia, ja syksyllä, kun lämmitystä ei ole vielä kytketty päälle, joudut laittamaan puuvillapehmustetun takin työpajaan, työpajaan tai suunnitteluosastolle.

Edisonin lämmittimiin on saatavana metalliheijastimia, joiden avulla lämmönsiirtoa voidaan lisätä oikeaan suuntaan ja vähentää seinien ja kattojen lämpövaikutusta. Oikeastaan ​​samoihin tarkoituksiin toimivat myös muun tyyppisten lämmittimien kanssa käytettävät heijastimet. Lämmittimen ulkonäkö E27-pohjalla on esitetty kuvassa 8.

Kuva 8. Edison-infrapunalamppu

Luonnollisesti on tarpeen ruuvata tällaiset “sipulit” korkean lämpötilan keraamiseen patruunaan.

Kvartsi- ja halogeenipäästöt

Ne ovat kvartsilasista valmistettu suljettu tyhjiöputki, jonka sisällä on korkean vastuskyvyn omaava metallispiraali. Itse asiassa tämä tavanomaiset volframihalogeenilamput. Spiraalin suunnittelusta riippuen emitterit jaetaan kahteen infrapunasäteilyalueeseen - keskiaallon säteilijöihin ja lyhytaaltoisiin emittereihin.

Ensimmäisessä niistä kierre on tähtimuotoinen, ja toiseksi kvartsiputken sisällä on tuettu filamentti, joka on täysin näkyvissä läpinäkyvän kvartsilasin läpi. Kysymys kuuluu, miksi tehdä erilaisista spiraaleista, mikä on tulosta tällaisesta teknologisesta tutkimuksesta?

Tuetulla hehkulangalla varustetut halogeenilähettimet toimivat IR: n korkeataajuusalueella ja tarjoavat kyvyn kuumentua jopa 2600 ° C: seen. Tällä lämmityselementillä on korkea teho, erittäin nopea vasteaika, mikä tekee siitä välttämättömän lyhyissä syklisissä prosesseissa, joissa vaaditaan suurta ominaistehoa.

Lämmityselementit lentokoneiden lämmitykseen

Lämmitys niin korkeisiin lämpötiloihin on kaukana aina välttämättömyydestä, ja näissä tapauksissa on käytettävä muita lämmittimiä, jotka lähettävät lämpöä ei säteilyllä, vaan suorassa kosketuksessa kuumennetun esineen kanssa. Tässä tapauksessa tietyn alueen ja muodon pinta on lämmitetty, sekä litteä että kaareva. Yksi tällaisista lämmittimistä on silikonista valmistetut litteät elastiset lämmittimet.

Silikoni on pii- ja hiiliatomeista koostuva orgaaninen piipolymeeri. Molekyylipainosta riippuen, nämä polymeerit voivat olla nestemäisiä (piipitoiset nesteet), elastisia (piipitoisia kumeja) tai kiinteitä tuotteita (piipitoisia muoveja).

Orgaanisella piipolymeerillä on hyvät dielektriset ominaisuudet, jolle on tunnusomaista korkea lämmönkestävyys, hyvät vettä hylkivät ominaisuudet, fysiologinen inertti, minkä ansiosta niitä voidaan käyttää tasaisten lämmityselementtien luomiseen. Tätä mallia kutsutaan silikonilämmitysmattoiksi, ja sitä käytetään tapauksissa, joissa minkä tahansa pinnan lämmittäminen on tasaista.

Silikoni-lämmityselementit

Ne ovat rakenne kahdesta silikonikerroksesta, joiden väliin asetetaan lämmityslanka tai syövytetty lämmityskalvo, jonka avulla voit saada erilaisia ​​lämmittimen parametreja. Mekaanisen lujuuden lisäämiseksi silikoni on vahvistettu tekstiililasikuitulla.

Näillä lämmittimillä on korkea vasteaste (lyhyt lämmitys- / jäähdytysaika), lämpötilan ylläpitämisen tarkkuus on melko korkea, etenkin jos lämmitin on varustettu lämpötila-anturilla ja termostaatilla.

Silikonimattojen geometriset mitat ovat pienet, lämmittimien paksuus alkaa 0,7 mm: stä, mikä sallii niiden käytön useilla alueilla, aina ilmailuajoneuvoihin ja päättyen tynnyrien öljyjen tai maalien lämmittämiseen.

Silikonilämmittimillä on lisääntynyt kosteuden ja kosteuden kestävyys, joten niitä suositellaan laboratoriolaitteisiin, ravitsemusalan sovelluksiin sekä elektronisten laitteiden suojaamiseksi jäätymiseltä ja tiivistymiseltä. Ainoa silikonilämmityselementtien käytön rajoitus voi olla suhteellisen matala käyttölämpötila: 200 ° C jatkuvassa käytössä ja 230 ° C lyhyen ajan. Silikonilämmittimien ulkonäkö on esitetty kuvassa 9.

Kuva 9. Silikonilämmittimet

Etsaamasta kalvosta tuleva lämmitin on esitetty kuvassa 10. Luonnollisesti tämä johtava polku on esitetty ehdollisesti, tosiasiallisesti, että se peitetään toisella silikonikerroksella.

Kuvio 10

Lämmityslaitteita, joissa on syövytettyjä elementtejä, sekä lämmittimiä, joissa on lämmityslanka, on saatavana monenlaisissa muodoissa ja kokoissa, mutta etsatut elementit tarjoavat laajan valikoiman lämmönjakelujärjestelmiä. Lisäksi syövytyn lämmityselementin suuri alue tarjoaa suuremman tehotiheyden ja tasaisen lämmönjakauman. Etsausjohtimien välinen etäisyys voidaan saada hieman pienemmäksi kuin lämmityslangan käytön tapauksessa.

Asennuksen helpottamiseksi monet kääntöpuolen silikonilämmittimet on varustettu itseliimautuvalla kalvolla. Nykyaikaiset liimaustekniikat antavat mahdollisuuden luoda kestäviä liitoksia jopa korkeissa lämpötiloissa, joissa silikonilämmittimet toimivat, joten liitos on luotettava ja kestävä.

Tynnyrämmittimiä kutsutaan usein lämpöpaitoiksi. Samat paidat ovat säiliöiden lämmitykseen samoin kuin tynnyrien ja astioiden pohjat. Luonnollisesti nämä lämmittimet ovat litteitä ja niiden koot vastaavat tynnyrien tai astioiden mittoja. Micanite lämmittimet

Koskee myös tasaisia ​​lämmityselementtejä. Niiden perusta on mikaaniitti - kiillepaperi. Sen pohja on luonnollisen kiilleen muru, joka on sidottu lämmönkestävällä sideaineella. Useita kerroksia tällaista paperia puristetaan ja prosessoidaan korkeassa paineessa ja lämpötilassa, mikä johtaa halutun koon levyihin.

Toimintaominaisuuksien ja mekaanisen lujuuden varmistamiseksi mikaaniittivoileivät valmistetaan ohuessa metallikotelossa, joka mahdollistaa erimuotoisten lämmittimien luomisen. Kuvio 11 esittää tasaisen mikaaniittikiukaan ja mansetinlämmittimen. Sellaisia ​​lämmittimiä käytetään muovien prosessointilaitteissa, joiden sulamislämpötila on alueella 180 ... 240 ° C, mikä on melko hyväksyttävää mikaaniittikiukaimille.

Kuva 11. Micanite-lämmittimet

Lämmönsiirron parantamiseksi metallikoteloissa olevat lämmittimet puristetaan lämmitettävään elementtiin metallikiinnikkeillä ja kiinnikkeillä tai jopa yksinkertaisesti sidotaan vaijerilla.

Nykyään on olemassa paljon erilaisia ​​lämmittimien järjestelmiä ja malleja, joiden avulla voit suorittaa kaikki teknologiset tehtävät. Tässä artikkelissa kuvailtiin vain pieni osa niistä. Jos joku on vakavasti kiinnostunut tästä ongelmasta, erityisesti mistä tahansa lämmittimestä, sen sovellustekniikasta, niin tällaisia ​​tietoja löytyy aina Internet-hakukoneista.

Katso myös:Nykyaikaiset kotitalouksien sähkölämmittimet