Нагревательный элемент преобразует электричество в тепло путем резистивного процесса или Джоулева нагрева. Электрический ток проходя через тэн встречает сопротивление, в результате чего нагревает его. В отличие от термоэлектрического эффекта этот процесс не зависит от направления протекания тока.
Металлические материалы используемые для нагрева
- Нихром: подавляющая часть состоит из нихрома 79/21 (79% никеля, 21% хрома) например тэны Фастов, производятся в виде проволоки, ленты или полосы. Он является первокласным материалом, поскольку обладает относительно высоким сопротивлением и образует слой из окиси хрома при нагревании в первый раз. Материал под этим слоем не окисляется, и защищен от разрушения и выгорания.
- Металлическое сопротивление: металлическое сопротивление нагревательных элементов может быть в форме проволоки или ленты, прямой или спиральной. Они используются в общих нагревательных приборах, таких как тэны, тостеры, фены, печи для промышленного отопления, отопления пола, нагрева крыши(чтобы не формировались сосульки), нагрева тропы(чтобы стаял снег и лед), сушилки и др.
Наиболее распространенные материалы используемые для изготовления тэнов в Фастове на ОДО «Электронагреватель»:
- Нихром — проволока и полосы;
- Мельхиор (медно-никелевый) — сплавы для отопления при низких температурах.
Керамические тэны
Керамические огнеупорные материалы имеют невысокую плотность, температура плавления составляет 2030 °С. При высоких температурах они образуют двуокись кремния, защищая метал от дальнейшего окисления. Область применения тэнов включает:
- стекольную промышленность и изготовление керамики;
- печи термической обработки;
- производство полупроводниковых схем.
Композитные нагревательные элементы
Трубчатые нагревательные элементы
Трубчатые элементы обычно состоят из тонкой нихромовой катушки или резистивного к нагреву сплава в виде проволоки, которая находится в металлической трубке (из нержавеющих сплавов, таких как Инколой, или медь) и с порошковой изоляцией(окись магния).
Для поддержания постоянной влажности в гигроскопическом изоляторе, концы оснащены изоляционным материалом, например из керамики или силиконового каучука или их комбинации. Труба протягивается через фильеру для сжатия порошка и максимальной теплопередачи. Они могут быть прямые(как в тостере), или с изогнутой формой чтобы охватывать нагреваемое пространство(например, в электрических печах и кофеварке).
Полимерные нагревательные элементы
Резистивные нагреватели могут быть изготовлены из проводящих ток резиновых ПТК материалов, где сопротивление снижается по мере увеличения температуры. Такой обогреватель будет вырабатывать высокую мощность для обогрева воды когда она холодная и постоянно поддерживать нужную температуру.
В связи с уменьшающимся удельным сопротивлением нагревателя, такой тэн никогда не сможет произвести больше тепла чем необходимо. Нагреваясь до определенной температуры ПТК материалы выступают в качестве электрического изолятора и не пропускают ток, после чего естественно прекращают нагреваться. Температура может быть выбрана в процессе производства, типичные температуры составляют между 0 и 80 °C (от 32 до 176 °Ф).
Таким образом тэн изготовленный из полимерных материалов является саморегулирующимся. Это означает что он самостоятельно поддерживает постоянную температуру без необходимости регулирования электроникой. Самоограничение подразумевает что нагреватель не способен превысить определенную температуру и не требует применения защиты от перегрева.
Источник: http://elektronagrevatel.com