ما هي عناصر التدفئة الشائعة والمواد المستخدمة لصنعها؟

عناصر التدفئة والسبائك
تسخين عناصر التسخين عن طريق تحويل الكهرباء إلى حرارة Joule من خلال عملية تسمى مادة عنصر التدفئة. يواجه التيار المتدفق من خلال عنصر التدفئة مقاومة ، مما يتسبب في تسخين العنصر.

تستخدم العديد من أجهزة التدفئة الطاقة الكهربائية لتوليد الحرارة. في هذه الأجهزة ، يتم استخدام عناصر التدفئة لتحويل الطاقة الكهربائية إلى حرارة. يعتمد تشغيل عنصر التدفئة على تأثير التدفئة للتيار الكهربائي.

تستخدم معظم عناصر التدفئة سلك أو شريط كروم (NICR) أو شريط كموصل. يعد NICR مادة مثالية لأنها غير مكلفة ، ولديها مقاومة كهربائية عالية ، ولا تتحلل أو تتأكسد في الهواء داخل نطاق درجة حرارة التشغيل.

يعتمد أداء وعمر عنصر التدفئة على خصائص المادة المستخدمة. خصائص مطلوبة لمواد عنصر التدفئة:

1. نقطة انصهار عالية

2. لا أكسدة في الجو المفتوح

3. قوة الشد العالية

4. المعدن أو السبائك مع ليونة كافية ليتم رسمها في شكل سلك

5. مقاومة عالية

6. درجة حرارة منخفضة معامل المقاومة

يتم استخدام المواد التالية لتصنيع عناصر التدفئة:

1. نيكل - سبيكة كروم (NICR)

2. Iron - chromium - aluminum (procral)

3. النحاس - سبيكة النيكل (CUNI)

4. البلاتين

عناصر التدفئة التجارية
هناك خمسة أنواع من عناصر التدفئة التجارية:

النيكل العاري - سلك الكروم أو الشريط: مستقيم أو ملفوف ، عادة ما يكون موجودًا في محامصات الشعر ومجففات الشعر.

شاشة - مسارات معدنية/سيراميك مطبوعة مودعة على لوحة السيراميك - المعدنية المعدنية (عادة الصلب). تم استخدام هذه العناصر على نطاق واسع في الغلايات والأجهزة المنزلية الأخرى منذ منتصف التسعينيات.

Calrod (عنصر مختوم): ملف ناعم من النيكل - سلك الكروم مع موثق سيراميك ، محاط داخل قذيفة معدنية قوية. يمكن أن تكون هذه مستقيمة (كما هو الحال في المحامص) أو منحنية لتناسب مساحات أصغر (كما هو الحال في المواقد الكهربائية والأفران وصانعي القهوة).

مصابيح الحرارة: مصابيح عالية الطاقة - ، يتم تشغيلها عادة بأقل من أقصى قدر من الطاقة ، تشع الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء بدلاً من الضوء المرئي. توجد عادة في سخانات الفضاء المشعة وتدفئة الطعام ، مع أخذ شكل أنابيب طويلة أو مصابيح عاكس R40. غالبًا ما تكون أنماط مصباح عاكس ملون باللون الأحمر لتقليل إنتاج الضوء المرئي ؛ الأشكال الأنبوبية واضحة دائما.

سخانات السيراميك PTC: تم تسمية هذه المادة لمعاملها الحراري الإيجابي للمقاومة. معظم السيراميك لها معامل سلبي. معظم المعادن لها واحدة إيجابية. في حين أن المعادن تصبح أكثر مقاومة قليلاً في درجات حرارة أعلى ، فإن هذه السيراميك (عادةً ما تكون هذه السيراميك (عادةً ما تكون مركبات الباريوم والميتانيات القيادية) لها استجابة حرارية غير خطية للغاية ، لذلك تصبح سخانات PTC مقاومة للغاية فوق تكوين درجة حرارة العتبة-. يؤدي هذا السلوك إلى أن تكون المادة بمثابة ترموستات خاصة بها ، حيث يتدفق التيار عندما يكون الجو باردًا ولكن ليس عندما يكون الجو حارًا. تُستخدم الأفلام الرقيقة من هذه المادة في سخانات إزاحة النافذة الخلفية للسيارات ، بينما يتم استخدام عناصر قرص العسل في مجففات الشعر الأكثر تكلفة وسخانات الفضاء.

عالية - عناصر التدفئة درجة الحرارة
غالبًا ما تكون عناصر التدفئة لأفران درجة الحرارة عالية - من مواد غريبة ، بما في ذلك البلاتين ، ومبيد الموليبدينوم ، وكربيد السيليكون. أعماق كربيد السيليكون شائعة في أفران الغاز.

بالنسبة للعديد من التطبيقات ، يمكن صنع عناصر التدفئة من سلك أو شريط من سبائك الكروم - أو حديد - chromium - سبائك الألومنيوم. هذه يمكن أن تنتج درجات حرارة الفرن تصل إلى 1280 درجة (2336 درجة واو). بالنسبة لدرجات حرارة الفرن التي تصل إلى 1600 درجة (2912 درجة فهرنهايت) أو درجات الحرارة المنخفضة التي تتطلب مدخلات عالية الطاقة ، غالبًا ما تكون عناصر تسخين كربيد السيليكون هي الخيار المثالي. بالنسبة لدرجات حرارة الفرن التي تصل إلى 1800 درجة (3272 درجة فهرنهايت) وبعض التطبيقات الأخرى ، يمكن أن توفر عناصر التدفئة من موليبدينوم الإجابة الإجابة.

سبائك المعادن في سلك/شريط/قضيب: بالنسبة لدرجات حرارة الفرن تصل إلى 1250 درجة ، سبائك النيكل - سبائك الألومنيوم (NICR) أو Iron - chromium - غالبًا ما تكون حلول التكلفة مثالية ، منخفضة-.

كربيد السيليكون: بالنسبة لدرجات حرارة الفرن التي تصل إلى 1600 درجة ، فإن مكونات كربيد السيليكون عادة ما توفر التدفئة السريعة وحياة خدمة طويلة جدًا. للحصول على الأداء الأمثل من مكونات SIC ، يجب أن يكون مصدر الطاقة مصممًا بشكل مناسب للتطبيق. غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى بعض طرق ضبط الطاقة لاستيعاب اختلافات المقاومة التي يمكن أن تحدث مع هذا النوع من المكونات.

Molybdenum disilicistic: بالنسبة لدرجات حرارة الفرن تصل إلى 1700 أو 1800 درجة ، توفر عناصر مبيدات الموليبدينوم مصدرًا موثوقًا بالحرارة. في بعض الحالات ، قد تجد العمليات التي تعمل في درجات حرارة أقل بكثير منها مفيدة.