加熱元件分類
一、按其結構分為單一電熱元件和復合電熱元件兩大類:單一電熱元件由一種材料組成;復合電熱元件是由幾種材料組成的。
二、按其材質不同可分為金屬電熱元件和非金屬電熱元件兩種:金屬電熱元件如鎳鉻絲(Ni-Cr)、鐵鉻鋁絲(Fe-Cr-Al)、鎳鐵絲(Ni-Fe)、鎳銅絲(Ni-Cu))等;非金屬電熱元件有碳化硅、硅鉬棒、PTC電熱元件、電熱涂料等。
三、按其形狀不同又可分為金屬管狀、石英管狀、陶瓷管狀、板狀、方形、橢圓形、圓形、陶瓷包復狀電熱元件等
1、電熱絲
電熱絲是最早出現(xiàn)的一種電熱元件,它是以電熱為基本工作原理來實現(xiàn)能量轉化的。電熱絲雖然為傳統(tǒng)電熱元件,但至今尚未被替代,現(xiàn)在電熱絲依然在各個領域,特別是工業(yè)生產及實驗室被廣泛使用。 電熱絲在近年來多采用鐵鉻鋁合金和鎳鉻合金,鐵鉻鋁合金的最高溫度已經達到1400℃。電熱絲的基礎上,近些年發(fā)展出了電熱棒、電熱盤、電熱片等電熱元件,但它們的本質依然是電熱絲,其原理也脫離不了電熱。 電熱絲的優(yōu)點是加熱溫度和耐熱溫度高,技術成熟、易于制造且方便配套應用于各種電熱設備。電熱絲的缺點是它的能量轉換率較低,發(fā)熱程中伴隨著發(fā)光過程,因此電能轉換率只能達到60%到70%。
2、PTC電熱元件
PTC的全稱是Positive Temperature Coefficient,也就是熱敏電阻,它是將導電材料經過復合燒結而成的一種電熱元件。PTC電熱元件是繼電熱絲之后出現(xiàn)的一種電熱元件,受限于居里溫度的限制,只能在350℃以下的加熱中使用,應用于各種小功率低溫電熱設備。 PTC電熱元件的優(yōu)點是加熱時無明火,加熱效率可達70%。PTC電熱元件的缺點是抗震性能差、不能隨意切割使用,特別是PTC電熱元件受居里溫度的限制,不能用于350℃以上的加熱,因此PTC電熱元件在實際生產生活中的應用只能局限在低溫加熱領域。
3、導電涂料
導電涂料也被稱為黑膜,產生于20世紀50年代末,在被噴涂于絕緣材料表面后可以作為電熱元件使用。導電涂料本身的用途很多,而作為電熱元件的應用較少,它的優(yōu)點是面狀加熱、散熱面積大、抗震性能好,但缺點是發(fā)熱層易脫落,且只能適用于200℃以下加熱。
4、電熱膜
電熱膜是近年來新興的一種電熱元件,它是吸取了PTC和導電涂料兩種電熱元件的特點制造而成的。電熱膜目前主要應用在室內取暖和環(huán)境溫度保持等方面,如建筑物取暖、育雛室保溫等。 電熱膜的優(yōu)點是無明火加熱、面狀加熱、熱阻少、導熱快、使用壽命長,且易于切割和分離,特別是電熱膜的電能轉換效率高達90%、熱能損失小。 電熱膜的缺點是升溫速度慢、加熱溫度尚不能達到較高數(shù)值,停電后熱量消散速度快。