From Wikipedia, the free encyclopedia
Un element calefactor converteix l'energia elèctrica en calor mitjançant el procés d'escalfament Joule. El corrent elèctric a través de l'element troba resistència, el que resulta en l'escalfament de l'element. A diferència de l'efecte Peltier, aquest procés és independent de la direcció del corrent.
Fil calefactor: els elements calefactors de resistència metàl·lica poden ser de fil o cinta, rectes o enrotllats. S'utilitzen en dispositius de calefacció comuns com torradores i assecadors de cabells, forns per a calefacció industrial, calefacció per terra radiant, calefacció de sostres, calefacció de camins per fondre la neu, assecadors, etc. Les classes més habituals de materials utilitzats inclouen:
Les referències als elements de calefactors de carbur de silici existeixen des de principis del segle XX quan van ser produïts per Acheson's Carborundum Co. als Estats Units i EKL a Berlín. El carbur de silici va oferir temperatures de funcionament més elevades en comparació amb els escalfadors metàl·lics. Els elements de carbur de silici s'utilitzen avui en dia en la fusió de vidre i metalls no fèrrics, tractament tèrmic de metalls, producció de vidre flotat, producció de components ceràmics i electrònics, encès en llums pilot per escalfadors de gas, etc.[5]
Els calefactors de pel·lícula gruixuda són un tipus de calefactor resistent que es pot imprimir sobre un substrat prim. Els calefactors de pel·lícula gruixuda presenten diversos avantatges sobre els elements de resistència convencionals amb funda metàl·lica. En general, els elements de pel·lícula gruixuda es caracteritzen pel seu factor de forma de perfil baix, uniformitat de temperatura millorada, resposta tèrmica ràpida a causa de la baixa massa tèrmica, baix consum d'energia, alta densitat de watts i una àmplia gamma de compatibilitat de voltatge. Normalment, els calefactors de pel·lícula gruixuda s'imprimeixen en substrats plans, així com en tubs amb diferents patrons de calefactor. Aquests calefactors poden assolir densitats de watts de fins a 100 watts W/cm 2 en funció de les condicions de transferència de calor.[6] Els patrons de calefactor de pel·lícula gruixuda són altament personalitzables en funció de la resistència del full de la pasta de resistència impresa.
Aquests calefactors es poden imprimir en una varietat de substrats, com ara metall, ceràmica, vidre, polímer mitjançant pastes de pel·lícula gruixuda carregades amb metall/aliatge.[6] Els substrats més comuns utilitzats per imprimir calefactors de pel·lícula gruixuda són l'alumini 6061-T6, l'acer inoxidable i les làmines de mica de moscovita o flogopita. Les aplicacions i les característiques operatives d'aquests calefactors varien àmpliament en funció dels materials de substrat escollits. Això s'atribueix principalment a les característiques tèrmiques del substrat de el calefactor.
Hi ha diverses aplicacions convencionals dels calefactors de pel·lícula gruixuda. Es poden utilitzar en planxes, planxes de gofres, calefacció elèctrica de fogons, humidificadors, tetera, dispositius de segellat tèrmic, calefactors d'aigua, planxes de roba i vapors, planxes de cabell, calderes, llits escalfats per impressores 3D, capçals d'impressió tèrmica, pistoles de cola, equips de calefacció de laboratori, assecadors de roba, calefactors de sòcols, safates d'escalfament, intercanviadors de calor, dispositius de descongelació/desentelat per a parabrises de cotxes, miralls laterals, descongelació de neveres, etc.[7]
Per a la majoria d'aplicacions, el rendiment tèrmic i la distribució de la temperatura són els dos paràmetres clau del disseny. Per evitar qualsevol punt calent i mantenir una distribució uniforme de la temperatura a través d'un substrat, el disseny del circuit es pot optimitzar canviant la densitat de potència localitzada del circuit de resistència. Un disseny de calefactor optimitzat ajuda a controlar la sortida de el calefactor i modular les temperatures locals a través del substrat de el calefactor. En els casos en què es requereixen 2 o més zones de calefacció amb diferent potència de sortida en una àrea relativament petita, es pot dissenyar un calefactor de pel·lícula gruixuda per aconseguir un patró de calefacció zonal en un sol substrat.
Els calefactors de pel·lícula gruixuda es poden caracteritzar en gran manera en dues subcategories: coeficient de temperatura negatiu (NTC) o coeficient de temperatura positiu (PTC), basat en l'efecte de l'augment de temperatura sobre la resistència de l'element. Els calefactors tipus NTC es caracteritzen per una disminució de la resistència a mesura que augmenta la temperatura de el calefactor i, per tant, tenen una potència de sortida més alta a temperatures més altes per a una tensió d'entrada determinada. Els calefactors PTC es comporten de manera oposada amb un augment de la resistència i una disminució de la potència de el calefactor a temperatures elevades. Aquesta característica dels calefactors PTC els fa també autoregulables, ja que la seva potència de sortida es satura a una temperatura fixa. D'altra banda, els calefactors de tipus NTC generalment requereixen un termòstat o un termopar per controlar la fugida de el calefactor. Aquests calefactors s'utilitzen en aplicacions que requereixen un ràpid augment de la temperatura de el calefactor fins a un punt de consigna predeterminat, ja que solen actuar més ràpidament que els calefactors de tipus PTC.
Els calefactors resistius es poden fabricar amb materials de cautxú PTC conductors on la resistivitat augmenta exponencialment amb l'augment de la temperatura. Aquest calefactor produirà una gran potència quan estigui fred i s'escalfarà ràpidament fins a una temperatura constant. A causa de l'augment exponencial de la resistivitat, el calefactor mai pot escalfar-se a una temperatura superior a aquesta. Per sobre d'aquesta temperatura, el cautxú actua com a aïllant elèctric. La temperatura es pot escollir durant la producció del cautxú. Les temperatures típiques estan entre 0 i 80 °C (32 i 176 °F) .
És un calefactor autoregulat puntual i un calefactor autolimitant . L'autoregulació significa que cada punt de el calefactor de forma independent manté una temperatura constant sense necessitat de regular l'electrònica. L'autolimitació significa que el calefactor mai pot superar una determinada temperatura en cap punt i no requereix cap protecció contra el sobreescalfament.
Una caldera d'elèctrodes utilitza l'electricitat que flueix a través d'uns corrents d'aigua per crear vapor .
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
