Керамический нагреватель: принцип действия, виды, преимущества и недостатки. Кремниевый обогреватель
| Основные Продукции: | Нагревательный Кабель, Водопровод Нагревательного Кабеля, ТЭН, Нагреватель Алюминиевой Фольги, Холодильник Обогреватель |
ru.made-in-china.com
| Основные Продукции: | Трубчатого, Картридж Обогреватель, Керамический Нагреватель, Электрический Нагревательный Элемент, Катушка Нагревателя |
ru.made-in-china.com
| Основные Продукции: | Затененные Полюса Двигателя, Двигатель Вентилятора, Расщепленными Полюсами Двигатель Переменного Тока, Бесщеточный Двигатель Постоянного Тока, Подогреватель Двигателя |
ru.made-in-china.com
Солнечный обогреватель для дома - удобное и дешевое отопление
Цены кусаются, гарантия 25 лет на 80% мощности номинала также впечатляет. Солнечный обогреватель для дома днем собирает энергию, ночью питание идет от аккумулятора. Рекламный трюк либо единственно возможная альтернатива дизель-генератору — попробуем поразмыслить.
Цены и решения
Цена за 1 Вт мощности для типичных солнечных батарей, устанавливаемых на крышу, укладывается в рамки 4-8$. При этом поставщик часто обязуется вырезать элементы под заказ либо установить стандартный вариант. Вот набор типичных решений, предоставляемых солнечной энергией, выложенных фирмой на официальном сайте:
- Снабжение энергией частного дома.
- Оборудование для бесперебойной работы станций связи.
- Точка Wi-Fi на солнечных батареях.
- Отдельно стоящие фонари, питаемые лучами дневного светила.
- Зарядные устройства для сотовых телефонов.
- Рекламные щиты с огнями.
- Оконные стекла, способные вырабатывать энергию.
Это вполне доступные пониманию проекты, разработаны и прочие. Инженер Скотт Брюсав предлагает сделать дорожные покрытия из солнечных батарей. Это по-настоящему грандиозный проект, но намного удивительнее смотрится сад из эко-деревьев. От «растений» легко заряжаются мобильные устройства.
Конструкции
Что предложат магазинные прилавки. Сегодня в наличии две конструкции:
- каркасные;
- бескаркасные.
Вдобавок приобретете фотоэлементы по отдельности. Сложность правильного использования устройств ложится на плечи покупателя.
Общие черты
Независимо от наличия каркаса каждая солнечная батарея составляется из модулей, образованных фотоэлементами, соединенными последовательно, параллельно или смешанным способом. Последнее позволит получить необходимые вольтаж и мощность. В пределах узла пристальное внимание уделяется характеристикам фотоэлементов. Суммарные свойства конструкции определяются наихудшим значением параметра. К примеру, в последовательной цепочке ток ограничен максимальным внутренним сопротивлением фотоэлемента.
Солнечные батареи на крыше дома состоят из мириадов модулей, упакованных способом из упомянутых выше. Обсудим различия.
Каркасные солнечные батареи
Подложка из закаленного стекла выступает надежной защитой для листовых солнечных батарей, нанесенных на одну сторону. Дождь, снег, град не повредят источнику автономного электроснабжения. Прозрачное стекло легко пропускает свет и препятствует механическому повреждению фотоэлементов. С внутренней стороны батареи защищены слоями ламината. Используется лавсан (полиэстер).
Для дополнительной герметизации фотоэлементы утоплены в пленку, схожую по свойствам с полиэтиленом. Торцы отделываются алюминиевым профилем, посаженным на герметик, препятствуя расслоению пирога, который — начиная с внешней поверхности — выглядит так:
- Прочный слой закаленного стекла.
- Фотоэлементы, утопленные в пленку.
- Внутренние слои ламината.
Алюминиевый профиль имеет форму буквы F, поддерживает конструкцию на некотором расстоянии от поверхности кровли. Единственный элемент не обеспечит достаточного выходного напряжения, ряд штук соединяются последовательно. Каркасная конструкция дополняется элементами электрических соединений.
Бескаркасные солнечные батареи
В этом варианте исполнения каркас отсутствует. Подложкой выступит стеклотекстолит, либо подложка отсутствует окончательно. В последнем случае обе стороны покрываются лавсановой пленкой. Фотоэлементы тщательно загерметизированы.
Оцениваем покупку
Номинальные параметры, приведенные в таблицах для солнечных батарей, измеряются в нормальных условиях. Таковыми считаются:
- температура окружающей среды 25 ºС;
- поток света 1000 Вт/м2;
- спектр АМ1.5.
Указанная в последнем элементе списка аббревиатура введет в заблуждение даже опытного инженера. На деле сложного нет. Номинальные параметры солнечных батарей принято испытывать спектром светила, наблюдаемым на средней континентальной широте США. Это южнее Москвы, соответствует положению Волгограда либо Ростова-на-Дону.
Стандарт, характеризующий состояние атмосферы испытательного спектра, на официальном сайте стоит 80 швейцарских франков, предлагается удовольствоваться тем, что получим по поводу условий измерения в открытых источниках:
- оценка параметров воздуха проводится в 30 слоях, согласно платному стандарту;
- угол положения Солнца в зените составляет 48,19 градусов;
- мутность атмосферного воздуха на частоте 500 нм (голубой цвет) — 0,084;
- эквивалентный столбик водяного пара — 1,42 см;
- эквивалентная толщина озонового слоя — 0,34 см.
Мутность на длине волны 500 нм выбирается исходя из условия голубизны неба. Этот цвет преобладает в видимом с поверхности Земли спектре.
Научное изложение предостерегает от вопроса, отчего питание обогревателя солнечными батареями идет вразрез с документацией. Похожи условия из списка на местность, где установлена батарея?
Как ситуация выглядит зимой. Номинальная мощность солнечной батареи составляет 1000 Вт, точное значение напряжения не важно, останется преобразовано инвертором. Итак, температура перешла в минус. Специальная поправка на номинал напряжения учитывается при отклонении условий от нормы. Ниже 25 ºС вольтаж на выходе батареи растёт. При этом плотность потока мощности зимой не составит 1000 Вт/м2 в Химках. Измерения также предусматривают, что Солнце отбрасывает лучи на поверхность солнечной батареи под прямым углом. Отклонение от условия закономерно понижает выходную мощность.
Эти аспекты учитывают, выбирая солнечную батарею для дома.
Типичная схема автономной электрической сети
Солнечные батареи с номиналом 12 В работают на аккумуляторы и приборы, для которых вольтаж достаточен. Контроллер заряда чутко следит, чтобы оборудование эксплуатировалось согласно техническим нормам. При необходимости цепь между солнечной батареей и аккумуляторами размыкается.
Домашние приборы не работают напрямую с постоянного напряжения 12 В, используется специальный преобразователь — инвертор. Переменный ток частотой 50 Гц и номиналом 230 В уже поступает в дом. Питание обогревателя солнечными батареями ведется по опосредованной схеме — через инвертор.
А как же сетевое электроснабжение. Солнечные батареи во дворе позволят не платить государству, даже подзаработать.
Программы по развитию солнечной индустрии существуют в развитых государствах, даже в Монголии.
Коллекторы
Наконец, упомянем про солнечные обогреватели воды, называемые коллекторами. Достаточно поставить такой на крыше дома, чтобы отпала надобность греть. Китайская провинция Хубэй возводит жилые здания, оснащенные подобным образом. На наших широтах солнечный водонагреватель пригодится преимущественно летом на даче.
Коллектор состоит из специальных вакуумных коаксиальных трубок, покрытых темной краской, поглощающей свет. В разрезе получаются два цилиндра, вставленных один в другой соосно. Внутренний — медный водовод — нагревается за счет излучения от стенок внешнего.
Схема:
- Слой краски поглощает энергию солнечного света и нагревает внешнюю трубку. Внутренние стенки излучают тепло.
- Через вакуум энергия достигает внутренней трубки, по которой протекает вода.
- Жидкость нагревается и собирается в бак, откуда раздается потребителям.
Иногда коллектор продается в составе солнечного обогревателя либо купите прибор отдельно. Стоимость изделия укладывается в 500$, что позволит получить 15 — 25 литров горячей воды.
Если поработать над конструкцией, теплую воду получим и зимой. Главное условие — отсутствие снега и наледи на трубках коллектора. Поместим прибор на солнечный чердак или даже вынести на улицу. Важно обеспечить изоляцию водовода внешней среды. Утеплить, допустим, стекловатой в сочетании с ПЕНОФОЛ.
Вывод
Обогреватель на солнечных батареях исправно функционирует даже при отключении сетевого электроснабжения. Плюсы такого решения:
- от инвертора питаются бытовые приборы, не только обогреватель;
- полная пожаробезопасность, если сравнивать с подвальным газовым котлом;
- отсутствие необходимости дополнительного монтажа внутри помещений;
- долговечность и отказоустойчивость — кремний не поломается;
- гарантия производителя до 25 лет;
- отличная электрическая совместимость с различным типом оборудования.
К минусам относятся:
- придется чистить поверхность солнечной батареи от дождевых разводов и прочей грязи;
- дорогая покупка защищена от вандалов и воров;
- стоимость решения сравнительно велика.
Цена — единственный ограничивающий фактор. Если средства найдены, солнечная батарея на крыше не помешает. Первый водонагреватель (Швейцария) работал за счет солнечной энергии. Вдумайтесь в открывающиеся перед человечеством перспективы использования энергии, подаренной Вселенной.
vashtehnik.ru
Производство плоских нагревательных элементов. Нагревательный плоский элемент своими руками
Нагревательный плоский элемент представляет собой ТЭН, выполненный из пластин разного материала. Они изготовляются из определенной формы, каждая из которых служит для нагрева плоских деталей. Плоский нагревательный элемент по своей конструкции напоминает резиновую проволоку, присоединенную к специальному корпусу. Он может изготовляться из металла, керамики или миканита. Данное устройство работает от простой электросети с напряжением 220 В. С помощью электричества нагревается резиновая проволока. Затем она передает свое тепло на нагревательный плоский элемент. Такую схему используют для производства отопительных приборов.
Производство плоских нагревательных элементов
При изготовлении различного оборудования возникает необходимость нагреть воду, воздух или твердые металлические элементы. Чтобы это осуществить, необходимо преобразовать тепловую энергию в ее другой вид, то есть в электрическую, ядерную, энергию от звуковых волн и т.д. 
Для этих целей применяют различные приспособления. Лучше всего использовать плоские нагревательные элементы для поверхностей. Они являются универсальными и способны переводить во все виды энергии.
Как говорилось ранее, в качестве нагревательного элемента используется резиновая проволока или лента. Такие нагреватели не заключаются в герметичный корпус, а отдают тепло напрямую. Проволока и лента изготовляются из материалов, которые имеют высокое сопротивление и низкий температурный коэффициент.
В процессе производства электрический ток должен хорошо взаимодействовать с проволокой. Чтобы увеличить его проводимость, применяют токопроводящую пасту. Она наносится на специальную подложку.
На сегодняшний день многие фирмы производят нагревательный плоский элемент, выполненный из керамики, металла, а также пленки. Они выполняются определенной геометрической формы. Гибкий плоский нагревательный элемент должен иметь толщину в пределах от 0,1 до 0,5 мм. Изделия из металла и керамики имеют толщину больше, чем предыдущий вид, она находится в пределах от 1 до 3 мм.
Токопроводящая паста наносится на подложку по специальному рисунку. 
Он располагается по контуру электрической цепи, который надежно защищен от воздействия различных факторов.
С помощью такой технологии можно наносить токопроводящую пасту на любые поверхности. После этого на поверхности плиты образуется пленка толщиной 200 мкм. Как правило, конструкторы изготавливают многослойные конструкции, которые используются в различных обогревательных приборах. Излучаемый тепловой поток нагревает помещение за короткое время, при этом тратится меньше электроэнергии, если сравнивать с другими устройствами. Это осуществляется за счет токопроводящей пасты, которая нанесена на нагревательный плоский элемент в несколько слоев. Тепло распространяется равномерно благодаря качественному контурному рисунку.
Особенности нагревательных элементов
Плоские нагревательные элементы способны решать множество технических задач. Они изготавливаются различных размеров и геометрических форм, благодаря чему их можно легко установить на любую поверхность. Несмотря на то что такая конструкция имеет маленькую мощность, она способна быстро и равномерно обеспечивать теплопередачу. В процессе производства допускается изготовлять нагревательные элементы одинаковой геометрической формы, но они должны иметь разную мощность, а также способность к распределенной нагрузке. Такие устройства применяются в том случае, когда необходимо сохранить конкретные температурные показатели рабочей поверхности.
Одной из особенностей данного устройства является низкая тепловая масса, благодаря чему происходит быстрое изменение температуры. Установка температурного режима, а также изменение его показателей происходит при помощи специального переключателя. 
При повороте тумблера нагревательный элемент реагирует на изменение и устанавливает заданную температуру. Она остается неизменной на протяжении долгого времени. Плоский керамический нагревательный элемент передает вырабатываемое тепло другой поверхности без особых препятствий. Такая технологическая особенность стала популярной, поэтому запущено массовое производство нагревателей.
В обычных нагревательных приборах передача тепла осуществляется с помощью специального изолятора. Некоторое количество вырабатываемой энергии поглощается. Следствием этого является сниженный КПД нагревательного прибора. Плоские силиконовые нагревательные элементы не препятствуют передаче тепла, то есть процесс происходит напрямую. Именно поэтому экономится электроэнергия. Такие нагревательные устройства имеют низкую стоимость.
Сам элемент имеет малые габаритные размеры и небольшой вес, поэтому она легко скрывается в основном оборудовании. 
Таким образом, пространства становится больше, и в него можно помещать дополнительную аппаратуру.
Технические характеристики
Плоские нагревательные элементы обладают такими характеристиками:
- напряжение питания;
- сопротивление поверхностного резистивного слоя;
- напряжение пробоя;
- изменяемое сопротивление в процессе работы;
- мощность;
- рабочая температура.
Параметры
Возможные параметры:
- Плоские нагреватели излучают равномерное тепло на другую поверхность, при этом перепады температур минимальны.
- Низкая инерционность обеспечивается за счет отсутствия теплоизоляции, то есть тепло передается напрямую.
- В процессе изготовления можно получить нагревательный элемент, имеющий различные мощности и геометрическую форму.
- Мощность рассеивания достигает 40 Вт/см2.
- Температура нагрева на металле достигает 450 ºС, а на пленке — 90 ºС.
- Оборудование устойчиво к большим температурным перепадам.
Положительные стороны
Среди преимуществ выделяют следующие:
- низкий расход электроэнергии;
- малые габаритные размеры и вес;
- наличие элемента, который повторяет особенности нагреваемой поверхности, что значительно снижает теплопотери;
- при одинаковом расходе тепловой энергии прибор работает как для производственных целей, так и для бытовых.
В чем выгода?
Прежде всего, такая конструкция быстро окупается, так как устройство потребляет меньше электроэнергии, чем стандартные приборы. 
При изготовлении одной единицы нагревательного элемента затрачивается меньше средств. Стоит отметить, что готовое оборудование имеет высокое качество.
Применение
Плоские нагревательные элементы используются в таких отраслях:
- для изготовления различных приборов, которые осуществляют быстрый и равномерный нагрев;
- в автомобильном производстве — для приборов, обогревающих стекла, а также тех, которые функционируют при отрицательной температуре и т.д.
Плоские и гибкие нагреватели удовлетворяют все требования людей.
Нагревательный элемент для чайника
В этом приборе он является важным устройством. От него зависит скорость закипания воды, а также степень шума. Здесь применяется два типа устройств: открытая спираль и диск.
В моделях с открытым нагревательным элементом вода соприкасается со спиралью. Такие модели почти не издают шум, но их стоимость высокая. Основные требования при работе — чтобы вода полностью покрывала спираль. В противном случае устройство быстро выйдет из строя. Кроме того, на спирали образуется накипь, которую необходимо периодически чистить. Такие модели приборов встречаются довольно редко.
Плоский нагревательный элемент для чайника чаще расположен в нижней его части. Такие элементы имеют форму диска. Так, образуется большая площадь контактирования с водой, и она быстрее закипает. В отличие от спирального вида, здесь можно регулировать объем воды самостоятельно. Здесь необязательно, чтобы чайник заливался до определенной черты. Электричество подается через специальную подставку. Чайник на ней может вращаться на 360 градусов.
Еще одним положительным качеством является простота очистки от накипи. Так как нагревательный элемент имеет форму диска, его можно легко протереть.
Отзывы
Многие люди пользуются приборами с плоским нагревательным элементом. 
Самым простым из них является чайник. Изделия таких моделей пользуются популярностью, так как они нагревают воду за короткий промежуток времени. Кроме того, из-за удобного дискового элемента элемент легко чистится от накипи, в чем значительно превосходит свои аналоги. Единственным отрицательным моментом является шум, который издается при работе. Однако на этот момент многие закрывают глаза.
Как сделать плоский нагревательный элемент своими руками
За короткий промежуток времени можно изготовить данное устройство своими руками. В качестве него может выступать устройство для нагрева воды. Для этого необходимо взять две тонкие пластины. Как правило, используют лезвия. Не рекомендуется применять пластины из меди, так как они могут отравить воду. Между двумя лезвиями располагают спичку. Очень важно, чтобы они не касались друг друга. К каждой из них присоединяется медный провод. Изолировать его не нужно. При работе с таким устройством следует придерживаться некоторых правил:
- перед началом работы в воду погружается сначала устройство, а потом оно включается в сеть;
- нельзя греть соленую воду, так как может возникнуть короткое замыкание;
- во время нагрева запрещается прикасаться к воде.
Такое устройство чаще всего используют на дачах или солдаты в армии.
Заключение
Плоские нагревательные элементы — это новое оборудование, которое удовлетворяет все требования заказчика. 
Прежде всего, это касается показателей мощности, а также равномерности распределения теплоты по поверхности. Такие элементы имеют малые габаритные размеры и вес, что позволяет расходовать место на размещение дополнительных устройств. Многие пользователи отмечают устойчивость к вибрации и большим температурным перепадам. Важным положительным свойством является низкое энергопотребление.
Итак, мы выяснили, что собой представляет плоский нагревательный элемент, где он используется и как его изготовить своими руками.
fb.ru
принцип действия, виды, преимущества и недостатки
К сожалению, центральные источники тепла не всегда в полной мере могут выполнять возложенные на них задачи. Поэтому зачастую приходиться прибегать к дополнительному способу обогрева. Решить проблему помогают обогреватели, которые на рынке представлены в широчайшем ассортименте. Одним из таких приборов является керамический нагреватель.
Особенности конструкции и принцип работы
В основе отопительной техники данного типа лежит керамический нагревательный элемент. Причем он может быть задействован в абсолютно разных отопительных приборах, отличающихся не только внешним видом, но и принципом действия.
Исходя из способа подачи тепла, приборы делятся:
- На инфракрасные керамические нагреватели — нагревают предметы путем инфракрасного излучения;
- Керамические конвекторы — работают по принципу принудительной конвекции.
Керамические ИК-нагреватели оснащены нагревательной керамической трубкой с никель-хромированной спиралью внутри. Они могут быть полые, объемные или газовые. Такие приборы хотя и считаются лучшими среди аналогов, но используются не столь активно, потому как способны обогреть лишь определенный участок, находящийся в зоне действия инфракрасных лучей.
На сегодняшний день большой интерес вызывают керамические панели (плиты), которые позволяют обеспечить теплом значительную площадь. Особенность обогрева заключается в том, что плита керамическая действует в двух направлениях одновременно: как конвектор и как инфракрасный обогреватель. Внутри конструкции находятся небольшие вентиляторы, которые прогоняют воздушные массы через теплообменник из керамики и равномерно выпускают в помещение уже прогретый поток воздуха. Плита керамическая имеет встроенный термостат, позволяющий устанавливать оптимальную температуру и предохраняющий само устройство.
Классификация по источнику энергии
Обогреватели могут работать не только от электричества, но и на сжиженном газе. В зависимости от энергоносителя керамические нагреватели бывают:
• Электрические. Наиболее практичные и распространенные. Из-за простоты и удобства в эксплуатации электрические керамические обогреватели часто используют для обогрева детских комнат. Они не сушат воздух и не съедают кислород. К тому же их можно использовать в местах с высокой влажностью воздуха.
• Газовые. Работают за счет энергии, получаемой при сжигании высококалорийного пропана-бутана и по эффективности несколько уступают электрическим, хотя являются более дешевыми. Основная составляющая часть устройства — керамическая панель, внутри которой происходит беспламенное сгорание топлива. Газовый керамический нагреватель воздуха предполагает использование газового баллона, из которого топливо через шланг поступает к горелке. Чаще всего такие агрегаты применяют для отопления веранд, летних кафе, гаражей и складских помещений.
Классификация по типу размещения
По типу установки керамические обогреватели бывают:
• Настольные — это компактные по размеру приборы, которые, как правило, имеют небольшую мощность и предназначаются для быстрого обогрева небольших комнат.
• Настенные обогреватели снаружи напоминают кондиционер и устанавливаются на любой высоте. Такой керамический нагреватель не занимает полезное пространство и больше всего подходит для прогрева средней площади.
• Напольные варианты являются самыми мощными и способны обогреть помещения с различной квадратурой.
Преимущества
К плюсам нагревателей с керамическими элементами можно отнести высокую эффективность, безопасность и надежность использования, создание оптимально комфортного микроклимата, быстрый прогрев помещения. Кроме того, по сравнению с традиционными масляными обогревателями они потребляют на треть меньше электроэнергии.
Керамические нагреватели имеют высокий уровень пожаробезопасности. Благодаря встроенному термостату обеспечивается защита от перегрева. Помимо всего прочего такие нагревательные приборы единственные, которые можно использовать в помещениях с повышенной влажностью. Многие модели оснащены антибактериальной защитой и ионизатором.
Дополнительное преимущество керамических обогревателей заключается в возможности их использования в жаркое время года в качестве вентилятора.
Недостатки
Как и все остальные нагревательные приборы, керамический нагреватель имеет свои недостатки. К ним относятся локальность действия ряда моделей, а также быстрое остывание помещения после отключения устройства. Многих покупателей смущает тот факт, что цена керамических обогревателей существенно выше остальных отопительных приборов. На самом деле при наличии стольких преимуществ это вполне оправдано.
Рекомендации по выбору
Многие задаются вопросом: в каких случаях стоит покупать керамические нагреватели? Отзывы свидетельствуют, что данная климатическая техника отлично подходит для обогрева спален и детских комнат, так как практически не сушит воздух. Некоторые предпочитают использовать керамические приборы в ванной из-за их устойчивости к влаге.
Однако важно понимать, что керамический нагреватель ввиду мощносных характеристик не может полностью заменить основную систему отопления. Он способен лишь ее дополнить.
Выбирая прибор для дополнительного обогрева, прежде всего необходимо учитывать площадь помещения. Исходя из этого подбирается оптимальный тип климатической техники и ее мощность. Так, идеальным вариантом для маленькой комнаты будет настенный обогреватель, который сэкономит пространство и эффективно его прогреет. Кроме того, следует принимать во внимание степень закрытости помещения: электрические керамические приборы подходят для внутреннего обогрева, а газовые — для открытых площадок.
fb.ru
Карбидкремниевые нагреватели (Sic) Карбидокремниевые электронагреватели
Карбидкремниевый нагреватель – это разновидность неметаллического высоко - температурного электрического нагревательного элемента.
Отборный, высокого качества карбид кремний зеленый, является основным элементом для производства электронагревателей SiC. Способ изготовления карбидкремниевых нагревателей - пластичное формование, в результате которого нагреватели получаются сплошными, с целью получения холодных выводов, нагревательные элементы пропитываются кремниевым сплавом. В отличии от металлических нагревательных элементов, карбидкремниевые нагреватели могут применяться при высоких температурах (до 1300 - 1450 °С на поверхности нагревателей), в процессе работы не окисляются, мало подвергаются деформации, не подвергаются коррозии, легко устанавливаются в печь, могут быть легко заменены без длительной остановки печи, имеют более длинный срок эксплуатации. Поэтому карбидокремниевый нагреватель широко используется в различных высокотемпературных электрических печах и других электронагревательных приборах при производстве магнита, керамики, стекла, в порошковой металлургии, в металлургии, машиностроении и т.д.
Благодаря новому процессу производства холодных выводов, удельное сопротивление рабочей части карбидкремниевых нагревателей значительно выше, чем сопротивление материалов холодных выводов, в результате чего при прохождении электрического тока через нагреватель основная часть тепла выделяется на рабочей части, а пропитанные вывода, которые проходят через футеровку печи, остаются холодными, что приводит к увеличению срока службы, экономии энергии, минимальным теплопотерям и минимальным нарушениям футеровки печи.
К основным факторам, определяющим срок службы карбидкремниевых нагревателей, относятся: температурно-временной режим работы электро печи, значение удельной поверхностной мощности, схема соединения нагревателей, способ регулирования температуры печи, состав печной атмосферы.
Виды и типы карбидкремниевых нагревателей (карборундовых электронагревателей)
Карбидокремниевый нагревательED (стержневой)
|
Тип: ED OD внешний диаметр в ммHZ длина зоны нагрева в ммCZ длина холодного вывода в ммOL общая длина в ммПример: Тип ED OD=25 мм, HZ=400 мм,CZ=400 мм, OL=1200 мм, сопротивление 0.90 Ом (Ω) Спецификация нагревателя:Кремний ED, 25/400/400/0.90 Ω
|
Составные карбидкремниевые нагреватели3 ED
|
Тип: 3 ED OD внешний диаметр в ммHZ длина зоны нагрева в ммCZ длина холодного вывода в ммcz1 длина приставного вывода в ммOL общая длина в ммПример: Тип 3 ED OD=25 мм, HZ=400 мм,CZ=70 мм, cz1=340 мм,OL=1220 мм, сопротивление оговаривается (Ω) Спецификация нагревателя:Кремний 3ED, 25/400/70/340/ |
Карбидкремниевый нагревательU
|
Тип: U OD внешний диаметр в ммHZ длина зоны нагрева в ммCZ длина холодного вывода в ммOL общая длина в ммА размер между стержнями в ммПример: Тип U OD=20 мм, HZ=300 мм, CZ=400 мм,OL=700 мм, А=60 мм, сопротивление 2.24 Ом (Ω)Спецификация нагревателя:Кремний U, 20/300/700/60/2.24 Ω |
Карбидокремниевые нагревателиW
|
Тип: W OD внешний диаметр в мм HZ длина зоны нагрева в ммCZ длина холодного вывода в ммOL общая длина в ммA размер между стержнями в мм Пример: Тип W OD=20 мм, HZ=250 мм, СZ=350 мм,OL=625 мм, А=52 мм, сопротивление 0.90 Ом (Ω)Спецификация нагревателя:Кремний W, 20/250/625/52/0.90 Ω |
Карбидкремниевый нагревательSC (односпиральный)
|
Тип: SC OD внешний диаметр в мм HZ длина зоны нагрева в ммCZ длина холодного вывода в ммOL общая длина в ммПример: Тип SC OD=25 мм, HZ=300 мм, CZ=200 мм,OL=700 мм, сопротивление 1.59 Ом (Ω) Спецификация нагревателя:Кремний SC, 25/300/700/1.59 Ω |
Карбид кремниевый нагревательSCR (двухспиральный)
|
Тип: SCR OD внешний диаметр в мм HZ длина зоны нагрева в ммCZ длина холодного вывода в ммOL общая длина в ммПример: Тип SCR OD=31.7 мм, HZ=305 мм, CZ=241 мм, OL=546 мм, сопротивление 4.46 Ом (Ω) Спецификация нагревателя:Кремний SCR, 31.7/305/546/4.46 Ω |
Карбид-кремниевый нагревательUX (пазовый)
|
Тип: UX OD внешний диаметр в мм HZ длина зоны нагрева в ммCZ длина холодного вывода в ммOL общая длина в ммПример: Тип UX OD=30 мм, HZ=400 мм, CZ=300 мм, OL=700 мм, сопротивление 2.76 Ом (Ω) Спецификация нагревателя:Кремний UX, 30/400/700/2.76 Ω |
Карбидкремниевые нагревателиGC (КЭНАПС) гантелевидные
|
Тип: GC OD диаметр зоны нагрева в ммOD1 диаметр холодного вывода в ммHZ длина зоны нагрева в ммCZ длина холодного вывода в ммOL общая длина в ммПример: Тип GC OD=18 мм, HZ=800 мм, CZ=450 мм, OL=700 мм, OD1=28 мм, сопротивление 0.89 Ом (Ω) Спецификация нагревателя:Кремний GC, 18/800/400/0.89 Ω |
| Возможно изготовление нагревательных элементов других типоразмеров по заявке Заказчика | |
Физические свойства карбидкремниевых электронагревателей
|
Удельный вес |
2.6~2.8 г/см³ |
Предел прочности на изгиб |
> 300 кг |
|
Твердость по Моосу |
> 9 |
Предел прочности на растяжение |
> 150 кг/см³ |
|
Пористость |
< 30% |
Излучательная способность |
0.85 |
Коэффициент линейного расширения, теплопроводность и удельная теплоемкость карбидкремниевого нагревателя будут изменяться с изменением температуры. Относительные данные приведены в таблице:
|
Температура |
Коэффициентлинейногорасширения |
Теплопроводность |
Удельная теплоемкость |
|
°С |
10-6 м/°С |
Ккал/(м °С) |
кал/(г °С) |
|
0 |
/ |
/ |
0.148 |
|
300 |
3.8 |
/ |
/ |
|
400 |
/ |
/ |
0.255 |
|
600 |
4.3 |
14-18 |
/ |
|
800 |
/ |
/ |
0.294 |
|
900 |
4.5 |
/ |
/ |
|
1100 |
/ |
12-16 |
/ |
|
1200 |
4.8 |
/ |
0.325 |
|
1300 |
/ |
10-14 |
/ |
|
1450 |
5.2 |
/ |
/ |
Химические свойства карбидкремниевых электронагревателей (SiC)
1. Антиоксидантные свойства карбидокремниевых электронагревателей.
Карбидкремниевый нагревательный элемент начинает подвергаться окислению на воздухе при температуре свыше 800 °С и на поверхности горячей зоны начинает образовываться защитная пленка из SiO2, когда температура достигает 1000-1300 °С, защитная пленка выкристаллизовывается при 1300 °С и достигает определенной толщины, когда температура достигнет 1400 °С, что делает процесс дальнейшего окисления очень медленным. Если продолжить нагревание свыше 1450 °С, защитная пленка будет повреждена и скорость окисления будет быстрее, следовательно и карбидкремниевый нагревательный элемент разрушится быстрее.
Несмотря на то, что элемент будет окисляться очень медленно в процессе использования, это также приведет к увеличению сопротивления при дальнейшем длительном применении, такой процесс называется «старением».
Чтобы сократить скорость старения, используется специальная технология распространения защитной пленки на поверхности горячей зоны в процессе производства, которая увеличивает антиоксидантные свойства карбидкремниевых электронагревателей и увеличивает срок их службы.
2. Влияние щелочей и оксидов щелочных металлов на карбидкремниевые нагреватели.
Щелочи и оксиды щелочных металлов будут вступать в реакцию с SiC при температурах 1300 °С и выделять вещество, которое вызывает щелочно-химическую коррозию и может влиять на раскаленность нагревательного элемента.
3. Влияние расплавленного металла на карбидкремниевый нагреватель.
Некоторые металлы, такие как кобальт, никель, хром и т.д. могут повреждать элемент - карбидкремниевый электронагреватель при температуре плавления и сокращать срок службы элемента.
Электрические свойства карбидкремниевых нагревателей (карборундовых)
Поверхностная температура элементов °С
Карбидкремниевые нагреватели имеют довольно большое удельное сопротивление.
При нагреве в воздухе, поверхностная температура горячей зоны достигает 1050 °С. Норма сопротивления при этом 600-1400 Ом*мм²/м. Величина сопротивления изменяется с повышением температуры. Это показывает кривая, характеризующая изменения сопротивления в зависимости от температуры: снижение значений сопротивления происходит при температурах до 800 °С и повышение значений сопротивления при температурах более чем 800 °С.
Управление прикладываемыми температурными и поверхностными нагрузкамина карбидкремниевые электронагреватели в различных средах.
|
Среда |
Температура в печи°С |
Поверхностная нагрузкаВт/см² |
Действие на элемент |
Решение |
|
Аммиак |
1290 |
3.8 |
Уменьшает защитную оболочку |
Активация в точке росы |
|
CO2 |
1450 |
3.1 |
Разрушает (разъедает) |
Защита кварцевой трубой |
|
18% CO |
1500 |
4.0 |
Не действует |
|
|
20% CO |
1370 |
3.8 |
С зерно действует на защитную оболочку |
|
|
Галоген |
704 |
3.8 |
Разрушает, уменьшает защитную оболочку |
Защита кварцевой трубой |
|
Углеводород |
1310 |
3.1 |
Уменьшает защитную оболочку |
Заполнение достаточным количеством воздуха |
|
Водород |
1290 |
3.1 |
С зерно при температуре загрязняет |
Активация в точке росы |
|
Метан |
1370 |
3.1 |
Уменьшает защитную оболочку |
|
|
N |
1370 |
3.1 |
Формирует SiN изолирующий слой |
|
|
Na |
1310 |
3.8 |
Разрушает (разъедает) |
Защита кварцевой трубой |
|
SO2 |
1310 |
3.8 |
Разрушает (разъедает) |
Защита кварцевой трубой |
|
Вакуум |
1204 |
3.8 |
|
|
|
Кислород |
1310 |
3.8 |
Окисляет |
|
|
Вода (различное содержание) |
1090~1370 |
3.1~3.6 |
Формирует гидрат Si |
|
Стойкость карбидкремниевых нагревателей при эксплуатации в атмосфере углекислого газа такая же, как при эксплуатации в воздушной среде. Кислород несколько снижает срок службы карбидокремниевых электронагревателей по сравнению с воздушной атмосферой. В водороде и в смеси водорода и азота (диссоциированный аммиак) электронагреватели могут работать при температуре не выше 1300°С на их активной поверхности. При применении в атмосфере с содержанием водорода до 20% необходимо снижать значение допустимой поверхностной мощности электронагревателей на 40%, с содержанием водорода свыше 20% - на 60%. В вакууме карбидкремниевые электронагреватели показывают низкий срок службы. Водяной пар при температуре выше 750 °С способствует быстрому окислению нагревателей и резкому снижению их стойкости (в 2-3 раза). Поэтому сушку печей необходимо проводить при открытой дверце до температур 300 - 400 °С. Углеводороды - метан, аргон, бутан, природный газ, расщепляясь при высокой температуре, приводят к науглероживанию карбидкремниевых электронагревателей. Содержание углеродсодержащего газа в составе атмосферы не должно превышать 2%. Фтор, хлор, бром разрушают карбидкремниевые нагреватели при температуре выше 700 °С.
Поверхностная нагрузка карбидкремниевых нагревателей
Ключевой фактор для оптимальной службы карбидкремниевого электронагревателя – это правильный выбор поверхностной нагрузки нагревательного элемента в соответствии с конструкцией печи, средой и температурой. Значение удельной поверхностной мощности определяет температурное поле по сечению электронагревателя SiC от его центра к поверхности. Превышение оптимальных значений удельной поверхностной мощности приводит к преждевременному выходу карбидкремниевых электронагревателей из строя в основном из-за растрескивания и перегорания, а также возможен разогрев выводов нагревателя. Ниже представлены цифры, показывающие отношения между температурой печи, температурой элемента и поверхностной нагрузкой элемента при условии, когда излучение элемента не заграждается.
Рекомендуемая поверхностная нагрузка карбидкремниевых электронагревателей SiC:
|
Температурапечи°С |
1100 |
1200 |
1300 |
1350 |
1400 |
1450 |
|
Поверхностнаянагрузка в рабочей частиВт/см² |
< 17 |
< 13 |
< 9 |
< 7 |
< 5 |
< 4 |
Рекомендации по установке и эксплуатации карбидкремниевых нагревателей
1. Так как нагревательный элемент очень хрупкий, будьте осторожны при установке и эксплуатации, чтобы избежать повреждения.
2. Прежде чем использовать новую печь, или печь, которая долго не использовалась - перед началом работы необходимо ее высушить. Для сушки можно использовать старые элементы или другие источники тепла.
3. При розжиге печи, если есть выделение воды, печь должна иметь отверстие для выхода водяного пара или других не нужных газов, для защиты и увеличения срока службы нагревательных элементов
4. Карбидкремниевый электронагреватель работает как при переменном токе, так и при постоянном, чтобы использовать электронагреватель необходимо приготовить регулировочный трансформатор, вольтметр, амперметр или кремниевый контрольный трансформатор.
5. При установке в печь очень важно избегать жесткой фиксации электронагревателей, обеспечить им свободное перемещение при тепловом расширении.
6. Чтобы добиться оптимальной температуры печи, необходимо чтобы сопротивление нагревателей не превышало более чем +/- 10%.
7. Сопротивление нагревательных элементов указано в конце рабочей части нагревателя мелом.
8. Величина сопротивления электронагревателей в первые три часа работы, увеличивается на 30%.
9. Замер величины сопротивления нового и отработанного электронагревателя, может производиться только на испытательном стенде при температуре 1050 град. Величина сопротивления замеренная на холодном нагревателе с помощью каких- либо устройств считается не действительной.
10. Ключевой фактор для оптимальной службы карбидкремниевого нагревателя SiC – это правильный выбор поверхностной нагрузки элемента в соответствии с конструкцией печи, средой и температурой.
11. Скорость подъема температуры в камере печи не должна превышать 350 град С в час.
12. При запуске печи напряжение необходимо поднимать медленно и постепенно иначе нагревательный элемент будет поврежден. Пусковая ваттная нагрузка на поверхность рабочей части нагревательного элемента диаметром до 30мм составляет 10 вт/см2.
13. Электронагреватели могут быть соединены параллельно, последовательно или параллельно-последовательно. Лучшим вариантом является параллельное включение
14. При кратковременных остановках печи не следует снижать температуру ниже 950 град.С, при длительной остановки печи не рекомендуется открывать дверцы в течении 10 минут.
15. Печь должна остывать с закрытыми дверцами.
16. Печь с электронагревателями запрещается располагать в близи молотов или в местах где пол подвергается вибрации, так как это приводит к выводу нагревателей из строя
17. Во время долгой работы печи, если какой-то отдельный элемент поврежден по каким-либо причинам, он должен быть обязательно заменен, на электронагреватель у которого величина сопротивления соответствует старому, никогда не используйте новый нагревательный элемент наугад.
18. Устанавливать одновременно в одной печи нагреватели разных типов и заводов изготовителей не рекомендуется, так как это приведет к преждевременному выходу электронагревателей из строя.
При соблюдении вышеперечисленных рекомендаций, производитель гарантирует срок службы нагревателей не менее 2000 часов!
Несколько способов вычисления мощности для соединения проводов в общем использовании
|
Способ соединения |
Символ |
Элементкол-во |
Фазовое напряжениеВ (V) |
Фазовое сопроти-влениеОм (Ω) |
Фазовый токА (А) |
Общая мощностьКВт (KW) |
|
Последовательное соединение |
+ |
n |
Ux=U |
Rx=nr |
|
|
|
Параллельное соединение |
= |
n |
Ux=U |
|
|
|
|
Соединениетреугольником |
Δ |
n |
Ux=U |
Rx=r |
|
|
|
Соединениезвездой |
Y |
n |
|
Rx=r |
|
|
U – линейное напряжение,r – сопротивление элемента.
Схема соединения карбидкремниевых электронагревателей определяет стабильность их электрических характеристик. При параллельном включении электронагревателей в процессе работы различия в значениях сопротивлений уменьшаются, т. к. нагреватели с меньшим сопротивлением обтекаются большим током. Эти электронагреватели стареют быстрее, и их сопротивление при этом увеличивается. Поэтому параллельное включение карбидкремниевых электронагревателей является более предпочтительным, чем последовательное, при котором различие в значениях сопротивлений увеличивается за счет интенсивного старения электронагревателей с большим сопротивлением. При параллельном включении разброс сопротивлений карбидкремниевых электронагревателей в комплекте не должен превышать ±10% от среднего значения сопротивления комплекта; при последовательном соединении эта разница не должна быть больше ±5%.
При конструировании и эксплуатации электропечей с карбидкремниевыми электронагревателями следует учитывать влияние способа регулирования температуры на срок службы электронагревателей. Непрерывное регулирование температуры по сравнению с позиционным при одинаковой температуре в электропечи приводит к увеличению срока службы электронагревателей, и поэтому непрерывный способ регулирования температуры электропечи предпочтителен.
Правила и последовательность распаковки ящиков и футляров с карбидкремниевыми нагревателями
1. К месту распаковки осторожно доставляется ящик.2. Не кантовать, на ящик не вставать!3. Снимаются рейки, крышка из ДВП.4. Нагреватели упакованы в транспортировочную пленку по 2-3 шт.5. Нагреватели извлекаются из ящика по одному.6. Укладывается на ровную поверхность стола.7. Проверяется состояние карбидкремниевого нагревателя и его маркировка.8. При переноске поддерживать обеими руками электронагреватель в двух местах средней части длины.
Технические данные нагревательных элементов
si-c.ru
