Heizkörper
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Metallheizelemente [ Bearbeiten ]
Nichrom : Die meisten Heizelemente verwenden Draht, Band oder Streifen aus Nichrom 80/20 (80% Nickel , 20% Chrom ). Nichrom 80/20 ist ein ideales Material, weil es eine relativ hohe Beständigkeit aufweist und beim erstmaligen Erhitzen eine haftende Chromoxidschicht bildet . Material unter dieser Schicht oxidiert nicht und verhindert, dass der Draht bricht oder ausbrennt.
Ein gewendeltes Heizelement von einem elektrischen Toaster
Widerstandsdraht: Metallische Widerstandsheizelemente können Draht oder Band, gerade oder gewunden sein. Sie werden in herkömmlichen Heizgeräten wie Toaster und Haartrocknern , Öfen für industrielle Heizung, Fußbodenheizung, Dachheizung, Heizbahnen zum Schmelzen von Schnee, Trocknern usw. verwendet. Zu den am häufigsten verwendeten Materialklassen gehören:
Kanthal (FeCrAl) Drähte
Nichrome 80/20 Draht und Streifen
Cupronickel (CuNi) -Legierungen für die Erwärmung bei niedriger Temperatur
Geätzte Folie: Geätzte Folienelemente bestehen im Allgemeinen aus den gleichen Legierungen wie Widerstandsdrahtelemente, werden jedoch mit einem subtraktiven Fotoätzverfahren hergestellt, das mit einer durchgehenden Metallfolie beginnt und mit einem komplexen Widerstandsmuster endet. Diese Elemente werden häufig in Präzisionsheizungsanwendungen wie der medizinischen Diagnostik und der Luft- und Raumfahrt verwendet.
Keramische Heizelemente [ Bearbeiten ]
Molybdändisilicid: Molybdändisilicid (MoSi 2 ) eine intermetallische Verbindung, ein Silizid von Molybdän, ist eine feuerfeste Keramik, die hauptsächlich in Heizelementen verwendet wird. Es hat eine mittlere Dichte, einen Schmelzpunkt von 2030ºC und ist elektrisch leitend. Bei hohen Temperaturen bildet es eine Passivierungsschicht aus Siliziumdioxid, die es vor weiterer Oxidation schützt. Das Anwendungsgebiet umfasst Glasindustrie , keramisches Sintern , Wärmebehandlungsöfen und Halbleiter- Diffusionsöfen.
PTC-Keramikelemente: PTC- Keramikmaterial wird nach seinem positiven thermischen Widerstandskoeffizienten benannt (dh der Widerstand erhöht sich beim Erhitzen). Die meisten Keramiken haben einen negativen Koeffizienten, während die meisten Metalle positive Werte haben. Während Metalle bei höheren Temperaturen etwas widerstandsfähiger werden, weist diese Klasse von Keramiken (häufig Bariumtitanat- und Bleititanat- Verbundwerkstoffe ) eine stark nichtlineare thermische Antwort auf, so dass sie oberhalb einer zusammensetzungsabhängigen Schwellentemperatur extrem widerstandsfähig wird. Dieses Verhalten bewirkt, dass das Material als sein eigener Thermostat wirkt, da Strom fließt, wenn er kalt ist, und nicht, wenn er heiß ist. Dünne Filme aus diesem Material werden in Heckscheiben-Abtauheizungen von Kraftfahrzeugen verwendet, und wabenförmige Elemente werden in teureren Haartrocknern und Raumheizungen verwendet .
Polymer PTC Heizelemente [ Bearbeiten ]
Eine flexible PTC-Heizung aus leitfähigem Gummi
Widerstandsheizungen können aus leitenden PTC-Gummimaterialien bestehen, bei denen der spezifische Widerstand mit steigender Temperatur exponentiell ansteigt. [1] Solch ein Heizgerät wird in kaltem Zustand hohe Leistung erzeugen und sich schnell auf eine konstante Temperatur aufheizen. Aufgrund des exponentiell ansteigenden spezifischen Widerstandes kann sich der Heizer niemals wärmer als diese Temperatur erwärmen. Oberhalb dieser Temperatur wirkt der Gummi als elektrischer Isolator. Die Temperatur kann während der Herstellung des Gummis gewählt werden. Typische Temperaturen liegen zwischen 0 und 80 ° C (32 und 176 ° F).
Es ist eine punktweise selbstregelnde Heizung und selbstbegrenzende Heizung . [ Klärung erforderlich ] Selbstregulierend bedeutet, dass jeder Punkt des Heizers unabhängig eine konstante Temperatur hält, ohne dass die Elektronik geregelt werden muss. Selbstbegrenzend bedeutet, dass das Heizgerät an keiner Stelle eine bestimmte Temperatur überschreiten darf und keinen Überhitzungsschutz benötigt.
Verbundheizelemente [ Bearbeiten ]
ummantelte Element abgeschnitten Querschnitt
Rohrheizkörper: Rohrförmige (umhüllte) Elemente bestehen normalerweise aus einem feinen Draht aus NiCr-Heizdraht, der sich in einem Metallrohr (aus Edelstahllegierungen wie Incoloy oder Kupfer) befindet und mit Magnesiumoxidpulver isoliert ist . Um Feuchtigkeit aus dem hygroskopischen Isolator herauszuhalten, sind die Enden mit Wulsten aus isolierendem Material wie Keramik oder Silikongummi oder einer Kombination von beiden ausgestattet. Die Röhre wird durch eine Düse gezogen , um das Pulver zu komprimieren und die Wärmeübertragung zu maximieren. Diese können eine gerade Stange sein (wie in einem Toaster ) oder in eine Form gebogen werden, um einen zu beheizenden Bereich zu überspannen (wie in Elektroherden , Öfen und Kaffeemaschinen ).
Siebdruckelemente: Siebdruck- Metallkeramikbahnen, die auf keramisch isolierten Metallplatten (im allgemeinen Stahl) abgeschieden wurden, haben seit Mitte der 1990er Jahre weitverbreitete Anwendung als Elemente in Wasserkochern und anderen Haushaltsgeräten gefunden.
Strahlungsheizelemente (Wärmelampen): Eine Hochleistungsglühlampe wird normalerweise mit weniger als der maximalen Leistung betrieben, um hauptsächlich Infrarot anstelle von sichtbarem Licht zu strahlen. Diese werden normalerweise in Strahlungsheizkörpern und Nahrungsmittelwärmern gefunden, die entweder eine lange Röhrenform oder eine R40 Reflektorlampenform haben. Die Reflektorlampenart ist oft rot gefärbt, um das erzeugte sichtbare Licht zu minimieren; die Röhrenform kommt in verschiedenen Formaten:
Gold beschichtet - Bekannt durch die patentierte Philips Helen Lampe. Auf der Innenseite ist ein gold- dichroitischer Film aufgebracht, der das sichtbare Licht reduziert und den größten Teil des Kurz- und Mittelwellen-Infrarot durchlässt. Hauptsächlich zum Heizen von Menschen. Eine Reihe von Herstellern fertigt diese Lampen jetzt und sie verbessern sich ständig.
Rubinrot beschichtet - Gleiche Funktion wie die goldbeschichteten Lampen, jedoch zu einem Bruchteil der Kosten. Die sichtbare Blendung ist viel höher als die Goldvariante.
Klar - Keine Beschichtung und hauptsächlich in Produktionsprozessen verwendet.
Herausnehmbare Keramikkernelemente: bestehend aus einem gewickelten Widerstandsheizlegierungsdraht, der durch ein oder mehrere zylindrische Keramiksegmente geführt ist, um eine erforderliche Länge (bezogen auf den Ausgang) zu erhalten, mit oder ohne Mittelstange. Diese Art von Element, das in eine Metallhülle oder ein Rohr, das an einem Ende abgedichtet ist, eingesetzt wird, ermöglicht den Austausch oder die Reparatur, ohne in den betreffenden Prozess einzubrechen, üblicherweise durch Fluiderwärmung unter Druck.
Kombinierte Heizelementsysteme [ Bearbeiten ]
Dickschichttechnologie : Heizelemente für Hochtemperaturöfen bestehen oft aus exotischen Materialien wie Platin , Molybdändisilicid , Molybdän ( Vakuumöfen ) und Siliziumcarbid . Siliziumkarbidzünder sind in Gasöfen üblich. In der Dickschichttechnologie werden auch Laserheizungen eingesetzt, um hohe Temperaturen zu erreichen. [2]
Elektroherd: Frühe Elektroherde verwendeten Rohrheizkörper für alle Funktionen, einige verwenden jedoch andere Technologien für die Oberflächenbrenner, um einen leicht zu reinigenden Bereich mit glatter Oberseite zu erzielen.
