Modernūs kaitinimo elementai

Straipsnyje "Elektriniai kaitinimo elementai" Daugiausia buvo pasakojama apie vamzdinius kaitinimo elementus - kaitinimo elementus ir atvirą spiralę. Be to, yra daugybė kitų elementų, kai kurie iš jų yra beveik tokio pat amžiaus kaip ir atvira spiralė, o kiti atsirado palyginti neseniai, dėka šiuolaikinių technologijų plėtros. Apie šiuos šildytuvus, naujus ir nelabai, aptarsime šiame straipsnyje.

Infraraudonųjų spindulių kaitinimo elementai

Visų pirma, jie naudojami įvairiuose įrenginiuose infraraudonųjų spindulių šildytuvai, skirti patalpoms šildyti. Paprasčiau tariant, tai yra šildymo prietaisai, sukuriantys jaukumą name, bute, biure ar dirbtuvėje. Įvairioms sąlygoms naudojama labai įvairi šildytuvo konstrukcija. Infraraudonųjų spindulių šildytuvai taip pat gali būti naudojami įvairiuose technologiniuose įrenginiuose, kur reikia šildyti tam tikrus objektus.

Ryškus tokios technologinės įrangos pavyzdys yra infraraudonųjų spindulių litavimo stotys ir modernios laboratorinės šildymo spintelės ir krosnys. IR šildymas yra plačiai naudojamas grupiniam litavimui su spausdintinių plokščių su SMD komponentais.

1 pav. Grupinio litavimo su IR šildymu įrengimas: 1 - ištraukiama ventiliacija, 2 - IR lempų matrica, 3 - plokštė, 4 - IR lemputė, 5 - atšvaitas, 6 - aušinimo įtaisas, 7 - konvejeris

IR spinduliuotė, kas tai yra ir kaip ji veikia

Infraraudonoji spinduliuotė yra viena iš saulės spektro sudedamųjų dalių. IR spinduliai yra žemiausio dažnio saulės spindulių srityje. Būtent jie atneša mums šilumą į Žemę. Tuo pačiu metu infraraudonieji spinduliai netrukdomai praeina per orą, jo visiškai nešildydami. Žemės paviršius yra šildomas, o viskas, kas yra saulės spindulių kelyje. Ir tik tada oras sušyla nuo šiltų daiktų. Štai kodėl oras ryte vėsus, kol saulė pakils. Infraraudonųjų spindulių šildytuvai, kurie yra pramoninių ir buitiniai šildytuvai.

Žinoma, žmogaus sukurtų IR šildytuvų diapazonas nėra toks platus kaip saulės spindulių ir yra IR diapazono ilgųjų bangų srityje, kai bangos ilgis λ = 50–2000 μm. Be to, kuo žemesnė šildomo kūno temperatūra, tuo ilgesnis bangos ilgis. Apskritai, IR spinduliuotės diapazonas yra daug platesnis ir yra padalintas į tris poskyrius

• trumpųjų bangų sritis: λ = 0,74–2,5 mikronai,

• vidutinės bangos sritis: λ = 2,5–50 mikronų,

• ilgio bangos sritis: λ = 50–2000 mikronų,

tačiau infraraudonųjų spindulių kaitinimo elementai veikia tik ilgosios bangos ilgio IR spektrą. Įvairūs IR kaitinimo elementai yra infraraudonųjų spindulių šildytuvų kūrimo pagrindas. Kadangi šilumą iš infraraudonųjų spindulių kaitinimo elementų perduoda daugiausia šilumos spinduliuotė, jie dažnai vadinami infraraudonųjų spinduliuotių skleidėjais.

Kaip išdėstomi IR šildytuvai?

Tiesą sakant, IR šildytuvo dizainas yra paprastas ir nepretenzingas: kaitinimo elementas - radiatorius dedamas į vienos ar kitos konstrukcijos korpusą, korpuso viduje yra atšvaitas - atšvaitas, radiatoriaus prijungimo gnybtai, išorinių laidų išoriniai gnybtai. 2 paveiksle parodyta tokia paprasta šildytuvo versija.

2 pav. IR šildytuvo konstrukcija: 1 - atšvaitas (atšvaitas), 2 - apsauginis tinklas, 3 - jungiklis, 4 - tvirtinimo laikiklis, 5 - infraraudonųjų spindulių anglies lemputė, 6 - dangtelis, 7 - gnybtų dėžė, 8 - maitinimo laidas, 9 - šakutė.

Iš karto akivaizdu, kad šios konstrukcijos šildytuvas yra labai panašus į halogeninių lempų prožektorių, naudojamą apšviesti reklamą, pastatų fasadus, verandos laiptelius, kiemo dalį prie namo. Apskritai, palyginti mažas plotas, vadinamasis vietinis apšvietimas.

Todėl IR šildytuvų pagalba taip pat galima šildyti ne visą kambario plotą, o tik tam tikrą jo dalį. Energijos taupymas pastebimas plika akimi: kodėl šildyti visą kambarį, jei galite šildyti tik vieną kampą? Biuro darbuotojo individualaus šildymo pavyzdys parodytas 3 paveiksle.

3 pav. IR kaitinimas vietoje

Būtent tokį šildymo variantą galima gauti naudojant 2 paveiksle pavaizduotą šildytuvą. Jei norite šildyti, pavyzdžiui, kavinėje, jums reikės šiek tiek kitokios konstrukcijos šildytuvų, kuriuos galima montuoti lubose, pavyzdžiui, lempų su liuminescencinėmis lempomis. Ši parinktis parodyta 4 paveiksle. Iš principo šildytuvai gali būti pakabinami virš kiekvieno stalo arba tiesiog šaškių lentos modeliu.

4 paveikslas. Visas šildymas

Galite rasti daugybę panašių šildymo schemų, nes IR šildytuvai naudojami šildyti pakankamai didelius kambarius: dirbtuves, sandėlius, dirbtuves ir net mažas lauko zonas. Pavyzdžiui, tai gali būti pavėsinė prie namo arba restorano veranda su stalais. Infraraudonųjų spindulių šildytuve, parodytame 2 paveiksle, naudojama infraraudonųjų spindulių anglies lempa, kas tai yra, kaip jis išdėstytas ir kokios jo savybės?

Anglies lempa

Tai vakuuminis vamzdis, pagamintas iš kvarco stiklo, kurio viduje yra spinduliuojantis elementas, pagamintas iš anglies (anglies) pluošto, tiksliau iš kelių pluoštų, susuktų į ryšulį. Kartais šis spinduliuojantis elementas vadinamas anglies spirale, nors tai nėra visiškai teisinga.

Anglies pluoštas pasirodė palyginti neseniai, tačiau įgijo didelį populiarumą įvairiose technologijose. Iš jo gaminami ne tik anglies dvideginio išmetėjai. Naudojant specialias technologijas, anglies pluoštas pagamintas iš anglies pluošto.

Anglies plastiko pritaikymo spektras yra labai platus, apie dvidešimt krypčių: nuo orlaivių ir raketų technologijos iki muzikos instrumentų stygų. Anglies plastikai yra plačiai naudojami automobilių pramonėje, daugiausia sportiniuose automobiliuose. Tie, kurie mėgsta mėgėjišką ir sportinę žvejybą, įvertino visus anglies lazdelių žavesius.

Anglies pluoštas turi pluoštinę struktūrą, o tai žymiai padidina radiacijos plotą. Šis plotas yra dešimtis ir šimtus kartų didesnis už nichromo, volframo, keramikos, flamenino ar kitų medžiagų spiralės plotą. Tokia išsivysčiusi sritis lemia, kad anglies pluošto šilumos perdavimas yra 30 ... 40% didesnis nei įprastų kaitinimo elementų.

Kai naudojama įtampa, anglies pluoštas akimirksniu sušyla, tuoj pat prasideda spinduliuotės generavimas, be kenksmingos radiacijos ultravioletinėje spektro dalyje. Padidėjęs anglies pluošto šilumos perdavimas lemia ekonomiškesnį energijos vartojimą nei įprasti šildytuvai, pagaminti iš nichromo spiralės.

Esant tokioms pat energijos sąnaudoms, anglies šildytuvai sukuria daugiau šilumos. Šiluma neišeina po lubomis, kaip, pavyzdžiui, šildant, pavyzdžiui, alyvos radiatorių arba centrinio šildymo akumuliatorių.

Anglies lempų optinė spinduliuotė yra labai maža. Šiek tiek matomas raudonas švytėjimas visai nedaro įtakos regėjimui, nereguliuoja, tačiau švytėjimas vis tiek yra pastebimas. 5 paveiksle parodytas darbinis buitinis šildytuvas, kurio pagrindą sudaro anglies lempos.

5 pav. Anglies šildytuvo veikimas

Šildytuvo viršuje yra jungikliai, nustatantys darbo režimus. Šildytuvo stove yra elektrinė pavara, sukurianti šildytuvo sukimąsi skirtingomis kryptimis, panašiai kaip tai daro ventiliatoriai. Šiais posūkiais padidinamas šildymo plotas.

Taip pat žiūrėkite šia tema:Įdomūs faktai apie infraraudonųjų spindulių šildymą

Keraminiai infraraudonųjų spindulių šildytuvai (skleidėjai)

Jie yra paprastas šildytuvas, „įkalintas“ keramikiniame apvalkale - dėklas. Keramika kaitinama šiluma iš šildytuvo, o jau iš jo į išorinę aplinką sklinda šiluminiai spinduliai. Keraminio apvalkalo plotas kelis kartus viršija šildytuvo plotą, todėl šiluma atiduodama aktyviau.

Keraminio šildytuvo išvaizda parodyta 6 paveiksle. Tokie šildytuvai dažnai vadinami skydiniais infraraudonųjų spindulių šildytuvais. Šildymo plokščių forma yra pati įvairiausia. Šildytuvas gali būti plokščias, įgaubtas arba, atvirkščiai, išgaubtas.

6 paveikslas. Keraminio šildytuvo išvaizda

Priekiniame paviršiuje galite atsižvelgti į šildytuvo konfigūraciją, o galiniame paviršiuje - vielos laidai, izoliuoti keraminiais karoliukais. Keraminių šildytuvų darbo temperatūra yra 700 ... 750 laipsnių, savitoji paviršiaus galia yra iki 64 kW / m2. Keraminių šildytuvų galia gali svyruoti nuo kelių dešimčių vatų iki kelių kilovatų. Tai, kas vadinama, visomis progomis.

Kai kurie keraminių šildytuvų tipai turi atvirą, matomą ritę, pavyzdžiui, HSR tipo. Šildytuvo darbinė temperatūra yra 900 ° C, o šildytuvas skirtas greitam šildymui. HSR šildytuvo išvaizda parodyta 7 paveiksle.

7 pav. HSR tipo šildytuvas

Keraminiai IR šildytuvai yra trijų tipų: tūriniai (kieti), tuščiaviduriai, taip pat šildytuvai su įmontuotu termoelementu. Tūriniai elementai yra pakankamai inertiški, ilgą laiką įšyla ir lėtai vėsta. Tais atvejais, kai jums reikia periodinio įjungimo / išjungimo šildytuvo, naudojami tuščiaviduriai šildytuvai.

Jie yra mažiau inerciniai, todėl juos galima naudoti įvairiuose technologiniuose procesuose, kai reikia palaikyti tikslią darbinės terpės temperatūrą periodiškai įjungiant / išjungiant emiterį. Dėl sumažintos masės tuščiavidurių teršalų kaitinimo greitis yra 40% didesnis nei birių.

Skirtingai nuo didelių teršalų skleidėjų, didžioji dalis tuščiavidurių skleidėjų spinduliuotės yra nukreipta į priekį. Atgal radiaciją apsaugo tuščiaviduris šiluminis barjeras iš užpakalinės pusės, kuris sukuria saikingas temperatūros sąlygas būsto konstrukcijų elementams, taip pat padidina emiterio efektyvumą. Palyginti su tos pačios galios tūriniais radiatoriais, elektros energijos suvartojimas sumažėja 15%.

Kai naudojamas tūrinis radiatorius, tokį šilumos paskirstymą galima gauti tik naudojant atšvaitą. Kai kuriuose skydo IR šildytuvų tipuose yra įmontuotas K arba J tipo termoelementas, leidžiantis tiksliai valdyti ir reguliuoti temperatūrą. Tai labai patogu naudoti technologiniuose procesuose.

Yra daug technologinių procesų, kuriuose naudojami IR spinduliuotės. Čia yra tik keli iš jų:

• Dažų džiovinimas (dviejų komponentų dažai, epoksidiniai lakai),

• Plastikų apdirbimas (PVC vulkanizavimas, ABS plastiko termoforminimas, polietilenas, polistirenas, kėbulo dalys, miltelinė danga)

• Klijų džiovinimas

• Maisto produktų perdirbimas (šildymo palaikymas, kepimas ant grotelių, sterilizavimas ir pasterizavimas),

• Tekstilė (šilkografija, lipdukai ant marškinėlių, kilimų lateksas),

• Grožis ir sveikata (infraraudonųjų spindulių šilumos kabinos, saunos)

Edisono infraraudonųjų spindulių keraminės lempos

Kalbant apie tuščiavidurius keramikos skleidėjus, galima įsigyti su E27 dangteliu, kaip ir įprasta kaitrinė lempa. Šią bazę seniai išrado didysis išradėjas T. Edisonas. Išradėjo vardą įamžina raidė „E“ dangtelio pavadinime, o 27 - dangtelio skersmuo milimetrais. Dizainas yra labai patogus: jie tiesiog įsuko jį į kasetę, o ne į kaitinamąją lempą, ir iškart tapo šilta!

Manoma, kad šie šildytuvai dažniausiai naudojami gyvulininkystėje.Netgi Kinijos svetainėse, kuriose nemokamas pristatymas, iš gremėzdiško mašininio vertimo iš anglų kalbos galite suprasti, kad šie šildytuvai yra skirti karvidėms, paukštynėms ir kiaulėms.

Kodėl tokio radiatoriaus negalima pakabinti, jei ne namuose, tada bent jau darbo vietoje? Tai toli gražu ne paslaptis, kad mūsų darbdaviai nesivargina kurti normalių darbo sąlygų: vasarą nepakanka oro kondicionavimo, o rudenį, kai šildymas dar neįjungtas, dirbtuvėse, dirbtuvėse ar projektavimo skyriuje turite apsivilkti medvilninę paminkštintą striukę.

„Edison“ šildytuvams yra metaliniai atšvaitai, kurie leidžia padidinti šilumos perdavimą teisinga kryptimi ir sumažinti šiluminį poveikį sienoms ir luboms. Tiesą sakant, tais pačiais tikslais taip pat naudojami atšvaitai, naudojami su kitų tipų šildytuvais. Šildytuvo su E27 pagrindu išvaizda parodyta 8 paveiksle.

8 pav. Edisono infraraudonųjų spindulių lempa

Natūralu, kad tokias „lemputes“ reikia įsukti į aukštos temperatūros keraminę kasetę.

Kvarco ir halogeno skleidėjai

Tai yra uždaras vakuuminis vamzdis, pagamintas iš kvarco stiklo, kurio viduje yra aukšto atsparumo metalo spiralė. Iš tikrųjų tai įprastos volframo halogeninės lempos. Atsižvelgiant į spiralės dizainą, emiteriai yra suskirstyti į du infraraudonosios spinduliuotės diapazonus - vidutinių bangų ir trumpųjų bangų emiterius.

Pirmajame iš jų spiralė yra žvaigždės formos, o antra, kvarco vamzdžio viduje yra paremtas siūlas, kuris puikiai matomas per skaidrų kvarco stiklą. Kyla klausimas, kodėl gaminami įvairių dizainų spiralės, koks tokių technologinių tyrimų rezultatas?

Halogeno spinduliuotės su atraminiu kaitinamuoju siūlu veikia aukšto dažnio IR diapazoną ir suteikia galimybę įkaisti iki 2600 ° C. Šis kaitinimo elementas turi didelę galią, labai greitai reaguoja, todėl jis yra būtinas trumpais cikliniais procesais, kai reikalinga didelė specifinė galia.

Šildymo elementai plokštumoms šildyti

Šildymas iki tokios aukštos temperatūros toli gražu ne visada yra būtinas, todėl tokiais atvejais būtina naudoti kitus šildytuvus, kurie šilumą perduoda ne radiacijos, o tiesioginio kontakto su šildomu daiktu metu. Tokiu atveju šildomas tam tikros srities ir formos paviršius, lygus ir išlenktas. Vienas iš šių tipų šildytuvų yra plokšti elastiniai šildytuvai, pagaminti iš silikono.

Silikonas yra silicio organinis polimeras, sudarytas iš silicio ir anglies atomų. Priklausomai nuo molekulinės masės, šie polimerai gali būti skysti (organinio silicio skysčiai), elastingi (organinio silicio kaučiukai) arba kieti produktai (organinio silicio plastikai).

Silicio organiniai polimerai pasižymi geromis dielektrinėmis savybėmis, pasižymi dideliu atsparumu šilumai, geromis vandens atstumiamumo savybėmis, fiziologiniu inertiškumu, todėl juos galima naudoti kuriant plokščius kaitinimo elementus. Ši konstrukcija vadinama silikoniniais šildymo kilimėliais ir naudojama tais atvejais, kai reikia tolygiai šildyti bet kokį paviršių.

Silikoniniai kaitinimo elementai

Jie yra dviejų silikono sluoksnių, tarp kurių dedama šildymo viela arba išgraviruota šildymo plėvelė, konstrukcija, leidžianti gauti įvairius šildytuvo parametrus. Norėdami padidinti mechaninį stiprumą, silikonas yra sutvirtintas tekstilės pluoštu.

Šie šildytuvai turi aukštą reakcijos greitį (trumpą šildymo / vėsinimo laiką), temperatūros palaikymo tikslumas yra gana didelis, ypač jei šildytuve yra įrengtas temperatūros jutiklis ir termostatas.

Silikoninių kilimėlių geometriniai matmenys yra maži, šildytuvų storis prasideda nuo 0,7 mm, o tai leidžia juos naudoti įvairiose srityse, pradedant nuo kosmoso transporto priemonių ir baigiant aliejaus ar dažų barelių šildymu.

Silikoniniai šildytuvai turi padidintą atsparumą drėgmei ir drėgmei, todėl juos rekomenduojama naudoti laboratorinėje įrangoje, naudoti viešojo maitinimo srityje, taip pat apsaugoti elektroninę įrangą nuo užšalimo ir kondensato. Vienintelis silikoninių kaitinimo elementų naudojimo apribojimas gali būti santykinai žema darbinė temperatūra: 200 ° C nepertraukiamai veikiant ir 230 ° C trumpą laiką. Silikoninių šildytuvų išvaizda parodyta 9 paveiksle.

9 paveikslas. Silikoniniai šildytuvai

Šildytuvas iš išgraviruotos plėvelės parodytas 10 paveiksle. Natūralu, kad šis laidus kelias parodytas sąlygiškai, tiesą sakant, jis yra padengtas kitu silikono sluoksniu.

10 pav

Šildytuvai su išgraviruotu elementu, taip pat šildytuvai su kaitinimo laidu yra įvairių formų ir dydžių, tačiau išgraviruoti elementai teikia daugybę įvairių šilumos paskirstymo schemų. Be to, didelis išgraviruoto kaitinimo elemento plotas suteikia didesnį galios tankį ir tolygų šilumos paskirstymą. Atstumas tarp išgraviruotų laidininkų gali būti šiek tiek mažesnis nei naudojant šildymo laidą.

Kad būtų lengviau montuoti, daugelis silikoninių šildytuvų, esančių atvirkštinėje pusėje, yra su lipnia plėvele. Šiuolaikinės klijų technologijos leidžia sukurti patvarias jungtis net esant aukštai temperatūrai, kurioje veikia silikoniniai šildytuvai, taigi jungtis yra patikima ir patvari.

Barelių šildytuvai dažnai vadinami terminiais marškinėliais. Tie patys marškiniai yra ir konteinerių šildymui, taip pat statinių ir konteinerių dugnai. Natūralu, kad šie šildytuvai yra plokšti, o jų dydžiai atitinka statinių ar konteinerių matmenis. Mikanito šildytuvai

Taip pat taikoma plokščiams kaitinimo elementams. Jų pagrindas yra mikanitas - žėručio popierius. Jo pagrindas yra natūralaus žėručio trupinys, sujungtas su karščiui atspariu rišikliu. Keli tokio popieriaus sluoksniai yra presuojami ir apdorojami aukštame slėgyje ir temperatūroje, gaunant norimo dydžio plokšteles.

Norint užtikrinti eksploatacines savybes ir mechaninį stiprumą, micanito sumuštiniai gaminami ploname metaliniame korpuse, kuris leidžia sukurti įvairių formų šildytuvus. 11 paveiksle parodytas plokščias micanito šildytuvas ir rankogalių šildytuvas. Tokie šildytuvai naudojami plastikų apdirbimo įrangoje, kurios lydymosi temperatūra yra 180 ... 240 ° C, o tai gana priimtina micanito šildytuvams.

11 pav. Mikanito šildytuvai

Kad pagerėtų šilumos perdavimas, šildytuvai metaliniuose korpusuose yra prispaudžiami prie šildomo elemento metaliniais laikikliais ir spaustukais arba net paprasčiausiai surišami viela.

Šiuo metu yra daugybė skirtingų šildytuvų sistemų ir konstrukcijų, leidžiančių atlikti bet kokias technologines užduotis. Šiame straipsnyje buvo aprašyta tik nedidelė jų dalis. Jei kas nors rimtai domisi šia problema, ypač bet kokio tipo šildytuvais, jos taikymo technologija, tada tokią informaciją visada galite rasti interneto paieškos sistemose.

Taip pat žiūrėkite:Šiuolaikiniai buitiniai elektriniai šildytuvai