Modern fűtőelemek

A cikkben "Elektromos fűtőelemek" Elsősorban cső alakú fűtőelemekről - fűtőelemekről és nyitott spirálokról - mondták. Ezen túlmenően számos más elem is létezik, amelyek közül néhány majdnem azonos a nyitott spirál életkorával, míg mások viszonylag nemrégiben jelentek meg, a modern technológiák fejlesztésének köszönhetően. Ezekről az új és nem nagyon melegítőkről ebben a cikkben fogunk beszélni.

Infravörös fűtőelemek

Elsősorban különféle eszközökben használják őket infravörös melegítők helyiségfűtésre. Egyszerűen fogalmazva: ezek olyan fűtőberendezések, amelyek kényelmet teremtenek egy házban, lakásban, irodában vagy műhelyben. Különböző körülmények között a fűtőelem sokféle változatát használják. Az infravörös melegítőket különféle technológiai berendezésekben is lehet használni, ahol bizonyos tárgyak melegítésére van szükség.

Az ilyen technológiai berendezések feltűnő példája az infravörös forrasztóállomások, valamint a modern laboratóriumi fűtőszekrények és kemencék. Az IR fűtést széles körben használják az SMD alkatrészekkel ellátott nyomtatott áramköri lapok csoportos forrasztásában.

1. ábra: Csoportos forrasztás telepítése infravörös fűtéssel: 1 - elszívó szellőzés, 2 - IR lámpák mátrixa, 3 - deszka, 4 - IR - lámpa, 5 - reflektor, 6 - hűtőberendezés, 7 - szállítószalag

IR sugárzás, mi ez és hogyan működik

Az infravörös sugárzás a nap spektrumának egyik alkotóeleme. Az IR sugarak a napfény legalacsonyabb frekvenciájú területén helyezkednek el. Ők hoznak nekünk meleget a Földre. Ugyanakkor az infravörös sugarak akadálytalanul áthaladnak a levegőn anélkül, hogy egyáltalán felmelegítenék. A föld felszíne melegszik, és mindent, ami a napfény útján található. És csak akkor meleg tárgyakból felmeleged a levegő. Ez az oka annak, hogy a levegő reggel hűvös, amíg a nap fel nem emelkedik. Infravörös melegítők, amelyek alapját képezik az ipari és a háztartási fűtőberendezések.

Az ember által készített IR-melegítők tartománya természetesen nem olyan széles, mint a napfény, és az IR-tartomány hosszú hullámhossz-tartományában található, λ = 50–2000 μm hullámhosszúsággal. Sőt, minél alacsonyabb a fűtött test hőmérséklete, annál hosszabb a hullámhossz. Az infravörös sugárzás tartománya általában sokkal szélesebb, és három alsó részre oszlik

• rövidhullámú régió: λ = 0,74-2,5 mikron,

• középső hullám régió: λ = 2,5-50 mikron,

• hosszú hullámhosszú régió: λ = 50-2000 mikron,

de az infravörös fűtőelemek csak az IR spektrum hosszú hullámhosszú részén működnek. Az infravörös melegítők létrehozásának alapja a különféle IR fűtőelemek. Mivel az infravörös fűtőelemek hőjét elsősorban hő sugárzás közvetíti, ezeket gyakran infravörös sugárzónak nevezik.

Hogyan vannak elrendezve az infravörös melegítők?

Az infravörös melegítő kialakítása valójában egyszerű és szerény: a fűtőelem - a hűtő egy vagy másik kivitelű házba van helyezve, a tok belsejében van egy reflektor - reflektor, a radiátor csatlakoztatására szolgáló csatlakozók és a külső vezetékek külső csatlakozói. A 2. ábra a fűtés ilyen egyszerű változatát mutatja.

2. ábra. Infravörös melegítő kialakítása: 1 - reflektor (reflektor), 2 - védőháló, 3 - kapcsoló, 4 - szerelőkeret, 5 - infravörös szénlámpás, 6 - fedél, 7 - csatlakozódoboz, 8 - tápkábel, 9 - egy villát.

Azonnal nyilvánvaló, hogy az ilyen kialakítású fűtőelem nagyon hasonlít a halogénlámpák reflektorfényéhez, amelyet reklám, épület homlokzatok, a tornác lépcsőinek, az udvarnak a ház közelében történő megvilágítására használnak. Általában egy viszonylag kis terület, az úgynevezett helyi világítás.

Ezért IR-melegítők segítségével nemcsak a szoba teljes felületét, hanem annak csak egy részét lehet melegíteni. Az energiatakarékosság szabad szemmel észrevehető: miért melegítse az egész szobát, ha csak egy sarkot fűthet? Az irodai dolgozók egyéni fűtését a 3. ábra szemlélteti.

3. ábra. Infravörös fűtés

Pontosan ezt a fűtési opciót lehet beszerezni a 2. ábrán bemutatott fűtőberendezéssel. Ha fűtést szeretne végezni, például egy kávézóban, valamivel eltérő kivitelű fűtőberendezésekre van szükség, amelyeket be lehet szerelni a mennyezetbe, mint például a fénycsövek. Ezt az opciót a 4. ábra mutatja. Elvileg a melegítőket fel lehet függeszteni minden asztal fölé, vagy egyszerűen egy sakktábla mintázatba.

4. ábra Teljes melegítés

Sok hasonló fűtési sémát találhat, mivel az IR-melegítőket elég nagy helyiségek fűtésére használják: műhelyek, raktárak, műhelyek és még kis kültéri területek. Például ez lehet egy pavilon a ház közelében, vagy egy étterem tornác asztalokkal. A 2. ábrán látható infravörös melegítő infravörös szénlámpát használ, mi az, hogyan van felépítve és milyen tulajdonságokkal rendelkezik?

Szénlámpa

Ez egy kvarcüvegből készült vákuumcső, amelynek belsejében egy szén (szén) szálból készült sugárzó elem, pontosabban több kötegbe sodrott több szál van. Ezt a sugárzó elemet néha szén-spirálnak hívják, bár ez nem teljesen helyes.

A szénszál viszonylag nemrégiben jelent meg, ám a különböző technológiákban nagy népszerűségnek örvend. Nem csak széndioxid-kibocsátók készülnek belőle. Speciális technológiák alkalmazásával a szénszálat szénszálból készítik.

A szénalapú műanyagok alkalmazási köre nagyon széles, körülbelül húsz irányban: a repülőgépek és a rakéta technológiáitól kezdve a hangszerhúrokig. A szénalapú műanyagokat széles körben használják az autóiparban, főleg sportautókban. Azok, akik szeretik az amatőr és sporthorgászatot, értékelték a szénbotok minden varázsát.

A szénszál rostos szerkezetű, ami jelentősen növeli a sugárzási területet. Ez a terület több tíz és százszor nagyobb, mint a nikróm, a volfrám, a kerámia, a flamenin vagy más anyagok spirál területe. Egy ilyen fejlett terület ahhoz vezet, hogy a szénszál hőátadása 30 ... 40% -kal nagyobb, mint a hagyományos fűtőelemeknél.

Feszültség alkalmazásakor a szénszál azonnal felmelegszik, azonnal megkezdődik a sugárzó hőtermelés, és a spektrum ultraibolya részén káros sugárzás nélkül. A szénszál megnövekedett hőátadása gazdaságosabb energiafogyasztást eredményez, mint a nichromos spirálból készült hagyományos fűtőberendezések.

Ugyanazzal az energiafogyasztással a szénmelegítők több hőt termelnek. A hő nem megy keresztül a mennyezet alatt, mint például fűtés esetén, például olajhűtő vagy központi fűtőelem.

A szénlámpák optikai sugárzása nagyon kicsi. A kissé látható piros fény egyáltalán nem befolyásolja a látást, nem vak, de a fény még mindig észrevehető. Az 5. ábra egy működő háztartási fűtőelemet mutat, szénlámpák alapján.

5. ábra. A szénmelegítő működése

A fűtőtest tetején vannak olyan kapcsolók, amelyek beállítják az üzemmódot. A melegítő állványában van egy elektromos hajtás, amely a fűtőegység különböző irányokba ringatását eredményezi, akárcsak a ventilátorok. Ezekkel a fordulatokkal megnő a fűtési terület növekedése.

Lásd még ebben a témában:Érdekes tények az infravörös fűtésről

Kerámia infravörös melegítők (sugárzók)

Ezek egy közönséges melegítő, kerámia héjban "bebörtönzve" - ​​az ügy. A kerámiát hő melegíti a fűtőberendezésből, és már ebből a hő sugarai bocsátanak ki a külső környezetbe. A kerámia héj területe a fűtőegység többszörösének felel meg, ezért a hőt aktívabban adják.

A kerámia melegítő megjelenését a 6. ábra szemlélteti. Az ilyen fűtőberendezéseket gyakran panel infravörös fűtőkészülékeknek nevezik. A fűtőlapok alakja a legváltozatosabb. A melegítő lehet sík, konkáv vagy fordítva, domború.

6. ábra. A kerámia melegítő megjelenése

Az elülső felületen mérlegelheti a fűtés konfigurációját, a hátoldalán kerámia gyöngyökkel szigetelt vezetékvezetékek vannak. A kerámia fűtőberendezések üzemi hőmérséklete 700 ... 750 fok, fajlagos felületi teljesítményük akár 64 kW / m2. A kerámia fűtőkészülékek teljesítménye több tíz watttól több kilowattig terjedhet. Az úgynevezett minden alkalomra.

Néhány típusú kerámia fűtőberendezés nyitott, látható tekercset tartalmaz, például a HSR típusú. A fűtő működési hőmérséklete 900 ° C, a fűtőtest gyors melegítésre tervezték. A HSR melegítő megjelenését a 7. ábra mutatja.

7. ábra. HSR típusú fűtés

A kerámia infravörös melegítők háromféle típusúak: térfogati (szilárd), üreges, valamint a beépített hőelemmel rendelkező melegítők. A térfogati elemek elegendően inerciálisak, hosszú ideig felmelegednek és lassan lehűlnek. Azokban az esetekben, amikor időszakos be- és kikapcsolásra van szüksége, üreges fűtőberendezéseket kell használni.

Ezek kevésbé tehetetlenségek, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy különféle technológiai folyamatokban felhasználhassák azokat, ahol fenn kell tartani a munkaközeg pontos hőmérsékletét az emitter időszakos be- és kikapcsolásával. A csökkentett tömeg miatt az üreges kibocsátók fűtési sebessége 40% -kal magasabb, mint az ömlesztett kibocsátók fűtőképessége.

A tömeges kibocsátóktól eltérően, az üreges kibocsátók sugárzása nagyrészt előre irányul. A hátsó sugárzást egy hátsó oldalról kialakított üreges hőgát akadályozza meg, amely kedvező hőmérsékleti feltételeket biztosít a házszerkezetek elemeinek, és növeli a kibocsátó hatékonyságát. Az azonos teljesítményű radiátorokkal összehasonlítva a villamosenergia-fogyasztás csökkenése eléri a 15% -ot.

Térfogat-hűtő használata esetén ilyen hőeloszlás csak reflektor segítségével érhető el. Egyes panelek IR-fűtőberendezéseinek beépített K vagy J típusú hőelem van, amely lehetővé teszi a hőmérséklet pontos szabályozását és szabályozását. Nagyon kényelmes a technológiai folyamatokban történő felhasználásra.

Nagyon sok technológiai folyamat van, ahol IR-sugárzókat használnak. Íme néhány ezek közül:

• Festék szárítása (kétkomponensű festékek, epoxi lakkok),

• Műanyag feldolgozás (PVC vulkanizálása, ABS műanyag hőformázása, polietilén, polisztirol, autótest alkatrészei, porbevonat)

• Ragasztó szárítás

• Élelmiszer-feldolgozás (melegítés, grillezés, sterilizálás és pasztőrözés fenntartása),

• Textil (szitanyomás, matricák pólókon, szőnyeg latexálás),

• Szépség és egészség (infravörös hőkabinok, szaunák)

Edison infravörös kerámia lámpák

Üreges kerámiakibocsátókhoz E27-es kupakkal, mint egy hagyományos izzólámpával kaphatók. Ezt az alapot régen a nagyszerű feltaláló, T. Edison találta ki. A kupak nevében az „E” betű halhatatlanná teszi a feltaláló nevét, a kupak átmérője pedig milliméterben 27. A kialakítás nagyon kényelmes: egyszerűen egy patronba csavarozta izzólámpa helyett, és azonnal melegen vált!

Úgy gondolják, hogy ezeket a melegítőket leggyakrabban az állattenyésztésben használják.Még az ingyenes kiszállítású kínai oldalakon is, az angol ügyetlen gépi fordítás alapján megértheti, hogy ezeket a fűtőberendezéseket tehéntenyésztéshez, baromfiházakhoz és malacokhoz tervezték.

Miért nem lehet ilyen hűtőt lógni, ha nem otthon, akkor legalább a munkahelyen? Messze nem titok, hogy munkáltatóink nem zavarják a normál munkakörülmények megteremtését: nyáron nincs elegendő légkondicionáló, ősszel pedig, amikor a fűtés még nem volt bekapcsolva, a műhelyben, műhelyben vagy a tervezési osztályon pamut párnázott kabátot kell felvetnie.

Az Edison melegítőihez fémreflektorok rendelhetők, amelyek lehetővé teszik a hőátadás növelését a helyes irányba, és csökkentik a falak és a mennyezet hőhatását. Valójában ugyanazon célokra szolgálnak a más típusú fűtőberendezésekhez használt reflektorok is. A fűtőelem megjelenését az E27 alapjával a 8. ábra mutatja.

8. ábra. Edison infravörös lámpa

Természetesen be kell csavarni az ilyen „izzókat” egy magas hőmérsékletű kerámia patronba.

Kvarc- és halogénkibocsátók

Kvarcüvegből készült lezárt vákuumcső, amelynek belsejében nagy ellenállású fém spirál található. Valójában ez hagyományos volfrám-halogén lámpák. A spirál kialakításától függően az emittereket kétféle infravörös sugárzás-tartományra osztják - középhullámú és rövidhullámú sugárzókra.

Az egyikben a spirál csillag alakú, másodszor pedig a kvarccső belsejében van egy tartott izzószál, amely tökéletesen látható az átlátszó kvarcüvegen keresztül. A kérdés az, miért készülnek különféle formájú spirálok, mi az eredménye ennek a technológiai kutatásnak?

A támogatott izzószállal ellátott halogénkibocsátók az IR magas frekvenciatartományában működnek, és képesek 2600 ° C-ra melegíteni. Ez a fűtőelem nagy teljesítményű, nagyon gyors reakcióidővel rendelkezik, ami nélkülözhetetlenné teszi rövid ciklikus folyamatokban, ahol nagy fajlagos teljesítményre van szükség.

Hevítő elemek síkok melegítéséhez

Az ilyen magas hőmérsékleten történő hevítés messze nem mindig szükséges, és ezekben az esetekben más fűtőkészülékeket kell használni, amelyek hőt nem sugárzás útján, hanem közvetlenül a fűtött tárgyakkal közvetítik. Ebben az esetben egy bizonyos terület és alak felülete felmelegszik, lapos és ívelt. Az ilyen típusú melegítők egyike a szilikonból készült lapos, rugalmas melegítők.

A szilikon egy szilícium-organikus polimer, amely szilíciumból és szénatomokból áll. A molekulatömegtől függően ezek a polimerek lehetnek folyékony (organikus szilícium-folyadékok), elasztikus (organikus szilícium-kaucsukok) vagy szilárd termékek (organoszilícium-műanyagok).

Az organikus szilícium polimerek jó dielektromos tulajdonságokkal rendelkeznek, nagy hőállósággal, jó víztaszító tulajdonságokkal, élettani inertikussággal jellemezhetők, amelyek lehetővé teszik őket lapos fűtőelemek előállításához. Ezt a kialakítást szilikon fűtőszőnyegnek nevezik, és olyan esetekben használják, amikor bármilyen felület egyenletes melegítésére van szükség.

Szilikon fűtőelemek

Két szilikonrétegből állnak, amelyek között hevítőhuzal vagy maratott fűtőfólia helyezkedik el, amely lehetővé teszi a fűtőelem különféle paramétereinek meghatározását. A mechanikai szilárdság növelése érdekében a szilikonot textilszállal erősítik meg.

Ezeknek a melegítőknek nagy a válaszideje (rövid fűtési / hűtési idő), a hőmérséklet fenntartásának pontossága meglehetősen magas, különösen, ha a fűtőberendezés hőmérséklet-érzékelővel és termosztáttal van felszerelve.

A szilikon szőnyegek geometriai mérete kicsi, a melegítők vastagsága 0,7 mm-től kezdődik, ami lehetővé teszi azok különféle területeken történő használatát, kezdve a repülőgépjárművekig és az olajak vagy festékek hordójának hevítéséig.

A szilikon melegítők fokozott ellenállást mutatnak a nedvességnek és nedvességnek, ezért ajánlott laboratóriumi berendezésekhez, vendéglátáshoz, valamint az elektronikus berendezések fagyos és páralecsapódás elleni védelméhez. A szilikon fűtőelemek használatának egyetlen korlátozása lehet egy viszonylag alacsony működési hőmérséklet: 200 ° C folyamatos üzemben és 230 ° C rövid ideig. A szilikon melegítők megjelenését a 9. ábra mutatja.

9. ábra. Szilikon melegítők

A maratott filmből származó melegítőt a 10. ábra mutatja. Természetesen ez a vezető út feltételesen látható, sőt, egy másik szilikonréteggel van bevonva.

10. ábra

A maratott elemekkel rendelkező fűtőberendezések, valamint a fűtővezetékkel rendelkező fűtőegységek nagyon sokféle formában és méretben kaphatók, azonban a maratott elemek a hőeloszlási rendszerek széles skáláját biztosítják. Ezenkívül a maratott fűtőelem nagy területe nagyobb energia sűrűséget és egyenletes hőeloszlást biztosít. A maratott vezetők közötti távolság valamivel kisebb, mint egy fűtőhuzal használata esetén.

A telepítés megkönnyítése érdekében a hátsó oldalán sok szilikonmelegítő öntapadó fóliával van felszerelve. A modern ragasztási technológiák lehetővé teszik tartós kötések létrehozását magasabb hőmérsékleten is, amelyeknél a szilikonmelegítők működnek, tehát a csatlakozás megbízható és tartós.

A hordómelegítőket gyakran termikus ingnek hívják. Ugyanazok az ingek vannak a tartályok melegítéséhez, valamint a hordók és tartályok fenekéhez. Természetesen ezek a melegítők laposak, méretük megegyezik a hordók vagy tartályok méretével. Micanite melegítők

A lapos fűtőelemekre is vonatkozik. Alapja a micanite - csillámpapír. Alapja egy természetes csillám morzsája, hőálló kötőanyaggal ragasztva. Az ilyen papír több rétegét sajtolják és feldolgozzák nagy nyomáson és hőmérsékleten, így a kívánt méretű lemezek alakulnak ki.

A működési tulajdonságok és a mechanikai szilárdság biztosítása érdekében a mikanit szendvicseket egy vékony fémházban gyártják, amely lehetővé teszi különféle alakú melegítők létrehozását. A 11. ábra egy lapos mikanit melegítőt és egy mandzsetta melegítőt mutat. Az ilyen melegítőket műanyagok feldolgozására szolgáló berendezésekben használják, amelyek olvadási hőmérséklete 180 ... 240 ° C tartományban van, ami a micanit melegítők számára teljesen elfogadható.

11. ábra. Micanite melegítők

A hőátadás javítása érdekében a fémtokokban lévő fűtőelemeket fémtartókkal és bilincsekkel a fűtött elemhez nyomják, vagy akár huzallal egyszerűen megkötik.

Jelenleg nagyon sok különböző fűtőberendezés és -rendszer létezik, amelyek lehetővé teszik bármilyen technológiai feladat elvégzését. Ebben a cikkben ezeknek csak egy kis részét írták le. Ha valaki komolyan érdekli ezt a problémát, különösen bármilyen típusú fűtőkészüléket, alkalmazásának technológiáját, akkor az ilyen információ mindig megtalálható az internetes keresőmotorokban.

Lásd még:Modern háztartási elektromos fűtőberendezések