Elemento de calefacción
Contenido
[ ocultar ]
Elementos de calefacción de metal [ Editar ]
Nicromio : la mayoría de los elementos de calentamiento usan nichrome 80/20 (80% níquel , 20% cromo ), alambre, cinta o tira. Nichrome 80/20 es un material ideal, ya que tiene una resistencia relativamente alta y forma una capa adherente de óxido de cromo cuando se calienta por primera vez. El material debajo de esta capa no se oxidará, lo que impedirá que el cable se rompa o se queme.
Un elemento de calentamiento en espiral de una tostadora eléctrica
Cable de resistencia: los elementos de calentamiento de resistencia metálica pueden ser cables o cintas, rectas o enrolladas. Se utilizan en dispositivos de calefacción comunes, como tostadoras y secadoras de pelo , hornos para calefacción industrial, calefacción por suelo radiante, calefacción de techos, calefacción de camino para derretir nieve, secadores, etc. Las clases más comunes de materiales utilizados incluyen:
Kanthal (FeCrAl) alambres
Nichrome 80/20 cable y tira
Aleaciones de cuproníquel (CuNi) para calentar a baja temperatura
Lámina grabada al agua fuerte : los elementos de lámina grabada se fabrican generalmente con las mismas aleaciones que los elementos de alambre de resistencia, pero se producen con un proceso de fotograbado sustractivo que comienza con una lámina continua de lámina de metal y termina con un complejo patrón de resistencia. Estos elementos se encuentran comúnmente en aplicaciones de calefacción de precisión como diagnósticos médicos y aeroespaciales.
Ceramic Heating Elements [ Editar ]
Disilicida de molibdeno : disilicida de molibdeno (MoSi 2 ) un compuesto intermetálico, un siliciuro de molibdeno, es una cerámica refractaria utilizada principalmente en elementos de calefacción. Tiene una densidad moderada, un punto de fusión de 2030 ° C, y es eléctricamente conductivo. A altas temperaturas, forma una capa de pasivación de dióxido de silicio que lo protege de una mayor oxidación. El área de aplicación incluye la industria del vidrio , sinterización cerámica , hornos de tratamiento térmico y hornos de difusión de semiconductores .
Elementos cerámicos PTC: el material cerámico PTC se denomina así por su coeficiente térmico de resistencia positivo (es decir, la resistencia aumenta con el calentamiento). La mayoría de las cerámicas tienen un coeficiente negativo, mientras que la mayoría de los metales tienen valores positivos. Aunque los metales se vuelven ligeramente más resistentes a temperaturas más altas, esta clase de materiales cerámicos (a menudo compuestos de titanato de bario y titanato de plomo ) tiene una respuesta térmica altamente no lineal, por lo que se vuelve extremadamente resistente por encima de una temperatura umbral dependiente de la composición. Este comportamiento hace que el material actúe como su propio termostato , ya que la corriente pasa cuando está fría y no cuando está caliente. Las láminas delgadas de este material se utilizan en los calentadores de descongelación de la ventana posterior del automóvil, y los elementos con forma de panal de abejas se utilizan en los secadores de cabello y calentadores de espacio más caros.
Polímero PTC Heating Elements [ Editar ]
Un calentador PTC flexible hecho de caucho conductivo
Los calentadores resistivos pueden fabricarse con materiales de caucho PTC donde la resistividad aumenta exponencialmente al aumentar la temperatura. [1] Tal calentador producirá alta potencia cuando hace frío y se calentará rápidamente a una temperatura constante. Debido a la resistividad que aumenta exponencialmente, el calentador nunca puede calentarse a más temperatura que esta temperatura. Por encima de esta temperatura, la goma actúa como un aislante eléctrico. La temperatura puede elegirse durante la producción del caucho. Las temperaturas típicas están entre 0 y 80 ° C (32 y 176 ° F).
Es un calentador autorregulador y un calentador autolimitado . [se necesita aclaración ] La autorregulación significa que cada punto del calentador mantiene de manera independiente una temperatura constante sin la necesidad de regular los componentes electrónicos. Autolimitado significa que el calentador nunca puede superar una determinada temperatura en ningún punto y no requiere protección contra sobrecalentamiento.
Elementos de calefacción compuestos [ Editar ]
corte en corte transversal del elemento enfundado
Elementos calefactores tubulares: los elementos tubulares (revestidos) normalmente comprenden una bobina fina de alambre de aleación calefactora de resistencia al nicromo (NiCr), que se encuentra en un tubo metálico (de aleaciones de acero inoxidable, como Incoloy o cobre) y está aislado con polvo de óxido de magnesio . Para mantener la humedad fuera del aislador higroscópico , los extremos están equipados con perlas de material aislante, como cerámica o caucho de silicona, o una combinación de ambos. El tubo se extrae a través de un troquel para comprimir el polvo y maximizar la transmisión de calor. Estos pueden ser una varilla recta (como en hornos tostadores ) o doblados a una forma que abarque un área a calentar (como en cocinas eléctricas , hornos y cafeteras ).
Elementos serigrafiados: las pistas de metal-cerámica impresas en serigrafía depositadas sobre placas de metal con aislamiento cerámico (generalmente acero) han tenido una amplia aplicación como elementos en calderos y otros electrodomésticos desde mediados de los años noventa.
Elementos calefactores radiantes (lámparas de calor): una lámpara incandescente de alta potencia generalmente funciona a una potencia inferior a la máxima para radiar principalmente infrarrojos en lugar de luz visible . Estos se encuentran generalmente en calentadores de espacio radiante y calentadores de alimentos, ya sea en forma tubular larga o en forma de lámpara reflectora R40 . El estilo de la lámpara del reflector a menudo se tiñe de rojo para minimizar la luz visible producida; la forma tubular viene en diferentes formatos:
Revestido en oro: hecho famoso por la lámpara patentada Phillips Helen. Una película dicroica de oro se deposita en el interior que reduce la luz visible y permite la mayor parte del infrarrojo de onda corta y media. Principalmente para calentar personas. Varios fabricantes ahora fabrican estas lámparas y mejoran constantemente.
Ruby Red coated - La misma función que las lámparas doradas, pero a una fracción del costo. El brillo visible es mucho más alto que la variante de oro.
Claro - Sin recubrimiento y utilizado principalmente en procesos de producción.
Elementos de núcleo de cerámica extraíble: comprendiendo alambre de aleación de calentamiento en espiral enroscado a través de uno o más segmentos de cerámica cilíndricos para hacer una longitud requerida (relacionada con la salida), con o sin una varilla central. Insertada en una vaina metálica o tubo sellado en un extremo, este tipo de elemento permite su reemplazo o reparación sin entrar en el proceso involucrado, generalmente calentamiento de fluidos bajo presión.
Combination Heating Element Systems [ Editar ]
Tecnología de película gruesa : los elementos calefactores para hornos de alta temperatura a menudo están hechos de materiales exóticos, incluidos platino , disilicida de molibdeno , molibdeno ( hornos de vacío ) y carburo de silicio . Los encendedores de carburo de silicio son comunes en los hornos de gas. Los calentadores láser también se utilizan para lograr altas temperaturas en la tecnología de película gruesa. [2]
Estufa eléctrica : las estufas eléctricas tempranas usaban elementos calefactores tubulares para todas las funciones, pero algunas están utilizando otra tecnología para los quemadores de superficie para producir un rango de superficie lisa que es más fácil de limpiar.
