Verwarmingselement
Inhoud
[ verberg ]
Metalen verwarmingselementen [ bewerken ]
Nichrome : de meeste verwarmingselementen gebruiken nichrome 80/20 (80% nikkel , 20% chroom ) draad, lint of strip. Nichrome 80/20 is een ideaal materiaal, omdat het een relatief hoge weerstand heeft en een hechtende laag chroomoxide vormt wanneer het voor de eerste keer wordt verhit. Materiaal onder deze laag oxideert niet, waardoor de draad niet kan breken of uitbranden.
Een opgerold verwarmingselement van een elektrische broodrooster
Weerstandsdraad: metalen weerstand verwarmingselementen kunnen draad of lint zijn, recht of opgerold. Ze worden gebruikt in gangbare verwarmingsapparaten zoals broodroosters en haardrogers , ovens voor industriële verwarming, vloerverwarming, dakverwarming, wegverwarming om sneeuw te smelten, drogers, enz. De meest voorkomende klassen van gebruikte materialen zijn:
Kanthal (FeCrAl) draden
Nichrome 80/20 draad en strip
Cupronickel (CuNi) -legeringen voor verwarmen op lage temperatuur
Geëtste folie: geëtste folie-elementen worden meestal gemaakt van dezelfde legeringen als weerstandsdraadelementen, maar worden geproduceerd met een subtractief foto-etsproces dat begint met een ononderbroken stuk metaalfolie en eindigt met een complex weerstandspatroon. Deze elementen worden vaak aangetroffen in precisietoepassingen zoals medische diagnostiek en ruimtevaart.
Keramische verwarmingselementen [ bewerken ]
Molybdeendisilicide: Molybdeendisilicide (MoSi 2 ) een intermetallische verbinding, een silicide van molybdeen, is een vuurvaste keramiek die voornamelijk wordt gebruikt in verwarmingselementen. Het heeft een gematigde dichtheid, smeltpunt 2030 ° C, en is elektrisch geleidend. Bij hoge temperaturen vormt het een passiveringslaag van siliciumdioxide, die het beschermt tegen verdere oxidatie. Het toepassingsgebied omvat de glasindustrie , keramische sintering , warmtebehandelingsovens en halfgeleider- diffusieovens.
PTC keramische elementen: PTC keramisch materiaal wordt genoemd vanwege zijn positieve thermische weerstandscoëfficiënt (dwz de weerstand neemt toe bij verwarming). De meeste keramiek hebben een negatieve coëfficiënt, terwijl de meeste metalen positieve waarden hebben. Hoewel metalen bij hogere temperaturen iets resistenter worden, heeft deze klasse van keramische materialen (vaak bariumtitanaat en loodtitanaat- composieten ) een zeer niet-lineaire thermische respons, zodat deze extreem resistief wordt boven een compositie-afhankelijke drempeltemperatuur. Door dit gedrag fungeert het materiaal als zijn eigen thermostaat , omdat de stroom wordt doorgegeven wanneer deze koel is en niet wanneer deze warm is. Dunne films van dit materiaal worden gebruikt in ontdooistralers voor achterruitverwarming en honingraatvormige elementen worden gebruikt in duurdere haardrogers en ruimteverwarmingstoestellen .
Polymeer PTC verwarmingselementen [ bewerken ]
Een flexibele PTC-verwarming gemaakt van geleidend rubber
Weerstandsverwarmers kunnen gemaakt zijn van geleidende PTC-rubbermaterialen waarbij de soortelijke weerstand exponentieel toeneemt met toenemende temperatuur. [1] Zo'n kachel produceert hoog vermogen als het koud is en warmt zichzelf snel op tot een constante temperatuur. Vanwege de exponentieel toenemende soortelijke weerstand kan de verwarmer zichzelf nooit warmer maken dan deze temperatuur. Boven deze temperatuur fungeert het rubber als een elektrische isolator. De temperatuur kan worden gekozen tijdens de productie van het rubber. Typische temperaturen liggen tussen 0 en 80 ° C (32 en 176 ° F).
Het is een puntsgewijze zelfregulerende kachel en zelflimiterende kachel . [ verduidelijking nodig ] Zelfregulerend houdt in dat elk punt van de verwarmer zelfstandig een constante temperatuur aanhoudt zonder dat er elektronica geregeld hoeft te worden. Zelfbeperkend betekent dat de verwarming op geen enkel punt een bepaalde temperatuur kan overschrijden en geen oververhittingsbeveiliging vereist.
Samengestelde verwarmingselementen [ bewerken ]
ommanteld element afgesneden dwarsdoorsnede
Buisvormige verwarmingselementen: Buisvormige (omhulde) elementen bevatten normaal gesproken een fijne spoel van NiCr-weerstandsverwarmende lichtmetaaldraad, die zich bevindt in een metalen buis (van roestvaststalen legeringen, zoals Incoloy of koper) en geïsoleerd door magnesiumoxidepoeder . Om vocht buiten de hygroscopische isolator te houden, zijn de uiteinden uitgerust met kralen van isolatiemateriaal zoals keramiek of siliconenrubber, of een combinatie van beide. De buis wordt door een matrijs getrokken om het poeder te comprimeren en de warmteoverdracht te maximaliseren. Dit kan een rechte staaf zijn (zoals in broodroosterovens ) of gebogen tot een vorm om een te verwarmen gebied te overspannen (zoals in elektrische fornuizen , ovens en koffiezetapparaten ).
Zeefdrukelementen: zeefdrukplaten van metaal en keramiek die zijn afgezet op keramische geïsoleerde metalen (meestal stalen) platen zijn sinds het midden van de jaren negentig op grote schaal toegepast als elementen in waterkokers en andere huishoudelijke apparaten.
Radiatieve verwarmingselementen (warmtelampen): een krachtige gloeilamp loopt meestal onder het maximale vermogen om vooral infrarood uit te stralen in plaats van zichtbaar licht . Deze worden meestal aangetroffen in stralingsruimteverwarmingstoestellen en voedselverwarmers, waarbij een lange, buisvormige of een R40- reflectorlampvorm wordt gebruikt. De reflectorlamp is vaak rood getint om het geproduceerde zichtbare licht tot een minimum te beperken; de buisvorm is er in verschillende formaten:
Goud gecoat - beroemd gemaakt door de gepatenteerde Phillips Helen-lamp. Aan de binnenkant wordt een goudachtige dichroïde film aangebracht die het zichtbare licht vermindert en het grootste deel van de korte en middellange golf infrarood doorlaat. Hoofdzakelijk voor het verwarmen van mensen. Een aantal fabrikanten vervaardigen deze lampen nu en ze verbeteren constant.
Ruby Red coated - Zelfde functie als de goudgecoate lampen, maar voor een fractie van de kosten. De zichtbare schittering is veel hoger dan de gouden variant.
Helder - Geen coating en voornamelijk gebruikt in productieprocessen.
Verwijderbare keramische kernelementen: bestaande uit spiraalvormige gelaagde legeringsdraad die door een of meer cilindrische keramische segmenten is geschroefd om een vereiste lengte te maken (gerelateerd aan de output), met of zonder een middenstang. Ingevoegd in een metalen omhulsel of buis die aan één kant is afgedicht, kan dit type element worden vervangen of gerepareerd zonder in te breken in het desbetreffende proces, meestal bij vloerverwarming onder druk.
Systemen voor het combineren van verwarmingselementen [ bewerken ]
Dikke filmtechnologie : verwarmingselementen voor hoge temperatuurovens worden vaak gemaakt van exotische materialen, waaronder platina , molybdeendisilicide , molybdeen ( vacuümovens ) en siliciumcarbide . Siliciumcarbide ontstekers zijn gebruikelijk in gasovens. Laserverwarmers worden ook gebruikt voor het bereiken van hoge temperaturen in dikke-filmtechnologie. [2]
Elektrisch fornuis : Vroege elektrische kachels gebruikten buisvormige verwarmingselementen voor alle functies, maar sommige gebruiken andere technologie voor de oppervlaktebranders om een gladde topreeks te produceren die gemakkelijker schoon te maken is.
