Heizelement

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Metall-Heizelemente[Bearbeiten]

Nichrome: Die meisten Heizelemente verwenden Nichrom 80/20 (80%Nickel, 20%Chrom) Draht, Band oder Streifen. Nichrome 80/20 ist ein ideales Material, da es relativ hohen Widerstand hat und eineChromoxidwenn es zum ersten Mal erhitzt wird. Material unter dieser Schicht wird nicht oxidieren, wodurch verhindert wird, dass der Draht bricht oder ausbrennt.

Ein gewickeltes Heizelement aus einem elektrischenToaster

Widerstandsdraht: Metallische Widerstandsheizelemente können draht- oder bandgebunden, gerade oder gewickelt sein. Sie werden in gängigen Heizgeräten wieToasterUndHaartrockner, Öfen für Industrieheizung, Fußbodenheizung, Dachheizung, Wegeheizung, um Schnee zu schmelzen, Trockner, etc. Die gebräuchlichsten Materialklassen sind:

Kanthal(FeCrAl) Drähte
Nichrome80/20 Draht und Band
Cupronickel(CuNi) Legierungen für Niedertemperaturheizung

Geätzte Folie: Geätzte Folienelemente werden in der Regel aus den gleichen Legierungen wie Widerstandsdrahtelemente hergestellt, werden aber mit einem subtraktivenFoto-RadierungProzess, der mit einem kontinuierlichen Blech aus Metallfolie beginnt und mit einem komplexen Widerstandsmuster endet. Diese Elemente sind häufig in Präzisionsheizungsanwendungen wie medizinische Diagnostik und Luft- und Raumfahrt zu finden.

Keramische Heizelemente[Bearbeiten]

Molybdän-Deisilizid:Molybdän-Deisilizid(MoSi₂) ist eine intermetallische Verbindung, ein Silicide von Molybdän, eine feuerfeste Keramik, die hauptsächlich in Heizelementen verwendet wird. Es hat eine moderate Dichte, Schmelzpunkt 2030 °C, und ist elektrisch leitfähig. Bei hohen Temperaturen bildet es einePassivierungSiliziumdioxidschicht, die sie vor weiterer Oxidation schützt. Der Anwendungsbereich umfasstGlasindustrie,Keramik-Sintern,WärmebehandlungsöfenUndHalbleiterVerbreitungÖfen.
PTC-Keramikelemente:Ptc KeramikMaterial ist nach seinem positiven thermischen Widerstandskoeffizienten benannt (d. h. der Widerstand steigt beim Erhitzen). Die meisten Keramiken haben einen negativen Koeffizienten, während die meisten Metalle positive Werte haben. Während Metalle bei höheren Temperaturen etwas widerstandsfähiger werden,barium titanateUndBleititanat Composites) hat eine sehr nichtlineare thermische Reaktion, so dass sie über einer zusammensetzungsabhängigen Schwellentemperatur extrem widerstandsfähig wird. Dieses Verhalten bewirkt, dass das Material als seine eigeneThermostat, da der Strom vergeht, wenn es kühl ist, und nicht, wenn es heiß ist.Dünnschichtdieses Materials werden in Automobil-Heckscheiben-Auftauheizungen und wabenförmige Elemente in teurerenHaartrocknerUndRaumheizungen.

Polymer PTC Heizelemente[Bearbeiten]

Eine flexible PTC-Heizung aus leitfähigem Kautschuk

Resistive Heater können aus leitendenPTC-KautschukMaterialien, bei denen dieWiderstandskraftsteigt exponentiell mit steigender Temperatur.^[1]Eine solche Heizung erzeugt hohe Leistung, wenn es kalt ist, und erhitzt sich schnell auf eine konstante Temperatur. Aufgrund des exponentiell steigenden Widerstands kann sich die Heizung niemals auf wärmer als diese Temperatur erwärmen. Über dieser Temperatur fungiert der Gummi als elektrischer Isolator. Die Temperatur kann während der Herstellung des Gummis gewählt werden. Typische Temperaturen liegen zwischen 0 und 80 °C.

Es ist ein punktweiser Punktselbstregulierende HeizungUndselbstbegrenzende Heizung.^{[Klärung erforderlich]}Selbstregulierend bedeutet, dass jeder Punkt der Heizung unabhängig eine konstante Temperatur hält, ohne dass elektronik reguliert werden muss. Selbstbegrenzend bedeutet, dass die Heizung niemals eine bestimmte Temperatur an einem bestimmten Punkt überschreiten kann und keinen Überhitzungsschutz erfordert.

Composite Heizelemente[Bearbeiten]

ummanteltes Element abgeschnittener Querschnitt

Rohrheizelemente: Rohrelemente (ummantelt) enthalten normalerweise eine feine Spule aus Nichrom (NiCr) Widerstand Heizlegierungsdraht, der sich in einem metallischen Rohr (aus Edelstahllegierungen, wieIncoloyoder Kupfer) und isoliert durchMagnesiumoxidPulver. Um Feuchtigkeit aus derHygroskopischIsolator, sind die Enden mit Perlen aus Isoliermaterial wie Keramik oder Silikonkautschuk oder eine Kombination aus beidem ausgestattet. Die Röhre istdurch eine Matrize gezogen, um das Pulver zu komprimieren und die Wärmeübertragung zu maximieren. Diese können eine gerade Stange sein (wie inToasteröfen) oder gebogen zu einer Form, um eine zu erwärmende Fläche zu überspannen (z. B. inElektroherde,ÖfenUndKaffeemaschinen).
Siebdruckelemente:SiebdruckMetall-Keramik-Schienen, die auf keramischen isolierten Metallplatten (in der Regel Stahl) abgelagert werden, finden seit Mitte der 1990er Jahre eine breite Anwendung als Elemente in Wasserkochern und anderen Haushaltsgeräten.
Heizelemente (Wärmelampen): Ein Hochleistungs-Glühlampein der Regel mit weniger als maximaler Leistung laufen, um meistInfrarotStattsichtbares Licht. Diese finden sich in der Regel inStrahlungsraumheizungenund Lebensmittelwärmer, die entweder eine lange, röhrenförmige Form oder eineR40Reflektor-Lampenform. Der Leuchtenstil des Reflektors ist oft rot getönt, um das erzeugte sichtbare Licht zu minimieren. die röhrenförmige Form gibt es in verschiedenen Formaten:

Goldbeschichtet - Berühmt durch die patentierte Phillips Helen Lampe. Ein GoldDichroitischeFilm wird auf der Innenseite abgelagert, die das sichtbare Licht reduziert und den größten Teil der kurz- und mittelwelligen Infrarot durchlässt. Hauptsächlich zum Heizen von Menschen. Eine Reihe von Herstellern stellen diese Lampen jetzt her und verbessern sich ständig.
Ruby Red beschichtet - Gleiche Funktion wie die vergoldeten Lampen, aber zu einem Bruchteil der Kosten. Die sichtbare Blendung ist viel höher als die Goldvariante.
Klar - Keine Beschichtung und vor allem in Produktionsprozessen verwendet.

Abnehmbare Keramische Kernelemente : bestehend aus gewickelten Widerstands-Heizlegierungsdraht, der durch ein oder mehrere zylindrische Keramiksegmente gefädelt wird, um eine erforderliche Länge (bezogen auf den Ausgang) mit oder ohne Mittelstab zu machen. In einen Metallmantel oder ein an einem Ende versiegeltes Rohr eingeführt, ermöglicht diese Art von Element den Austausch oder die Reparatur, ohne in den prozessbeteiligten Prozess einzubrechen, in der Regel eine flüssigkeitsgeheizte Heizung unter Druck.

Kombinations-Heizelementsysteme[Bearbeiten]

Dicke Folientechnik: Heizelemente für HochtemperaturÖfensind oft aus exotischen Materialien, einschließlichPlatinum,Molybdän-Disilizid,Molybdän(Vakuumöfen) undSiliciumcarbid. SiliciumcarbidZündersind in Gasöfen üblich.LaserHeizungen werden auch verwendet, um hohe Temperaturen in der Dickschichttechnik zu erreichen.^[2]
Elektroherd: Frühe Elektroherde verwendet Rohrheizelemente für alle Funktionen, aber einige verwenden andere Technologie für die Oberflächenbrenner, um eine glatte-Top-Bereich zu produzieren, die leichter zu reinigen ist.