Блог Хитл

Типы нагревателей Хитл - руководство по выбору

Лого Хитл

Нагреватели - это системы или устройства, используемые для подачи тепловой энергии или повышения температуры различных предметов, материалов или оборудования. Нагреватели используются во многих отраслях и сферах применения, от обогрева, где основной целью является нагрев воздуха, до промышленного нагрева. К примеру, кольцевые нагреватели применяются для нагрева цилиндрических объектов, а греющие кабели и ленты используются для обертывания труб или клапанов, чтобы их нагреть. Существуют также специальные нагреватели, используемые для промышленных процессов, такие как индукционные нагреватели, спиральные и кабельные нагреватели, а также трубчатые и погружные нагреватели для нагрева жидкостей. Некоторые нагреватели могут использоваться как автономные устройства, такие как инфракрасные панели, в то время как другие должны применяться в составе оборудования, как в случае с патронными ТЭНами и кольцевыми нагревателями.

В этой статье будут рассмотрены различные типы нагревательных элементов, которые используются как в быту, так и в промышленности.

Тип и стиль используемого нагревателя определяется несколькими важными соображениями.

  • Предполагаемая сфера использования. Область применения нагревателя определяет, нужно ли передавать тепловую энергию к определенной  форме поверхности, например, с помощью кольцевого нагревателя, или же нужно просто подогреть  воздух, например, с помощью металлического ТЭНа.

  • Механизм передачи тепла. Нагревание может осуществляться за счет конвекции, теплопроводности или излучения. Различные типы нагревателей используют эти фундаментальные основы термодинамики и применяют эти принципы для выработки и распределения тепловой энергии для желаемых материалов или предметов.

Давайте рассмотрим наиболее распространенные типы нагревателей.

Кольцевые нагреватели

Типы нагревателей Хитл - руководство по выбору


Кольцевые хомутовые нагреватели - это устройства, которые охватывают цилиндрические формы, обеспечивая тепло по всей их окружности. Основные характеристики включают физические размеры, в том числе ширину кольца, толщину и внутренний диаметр, а также тип нагревательного элемента, электрические требования и диапазон температур. Кольцевые нагреватели используются в основном для подогрева цилиндра или сопла экструдеров и термопластавтоматов, а также для нагрева содержимого цилиндрических форм, таких как трубы или банки. Обычно хомутовые ТЭНы состоят из нагревателя и зажимной системы для его крепления к поверхности. Доступны многие размеры и типы, включая миканитовые, керамические, сопловые, латунные и алюминиевые.


Патронные нагреватели

Типы нагревателей Хитл - руководство по выбору


Патронные нагреватели представляют собой цилиндрические нагревательные устройства, помещенные в соответствующие отверстия, которые передают тепло окружающим материалам. В этих типах нагревателей обычно используется резистивный нагрев, при котором электрический ток пропускается через катушку с нихромовой проволокой, сопротивление которой вызывает выделение тепла. Основные характеристики включают физические размеры, максимальную температуру, электрическую мощность и удельную мощность. Патронные нагреватели используются в основном для нагрева металлических пресс-форм или аналогичных элементов в промышленных операциях и процессах, включая литье под давлением или сварку пластмасс.

ТЭНП помещается в плотно прилегающее отверстие, чтобы обеспечить хороший токопроводящий контакт по всей поверхности ТЭНа с нагреваемым материалом. Патронные нагреватели Хитл доступны в различных диаметрах и длинах, включая квадратные и другие нестандартные конфигурации, варианты выводов и номинальную мощность. Обычно они имеют размер, соответствующий желаемой плотности мощности (измеряемой по мощности на единицу площади поверхности) и определяемой условиями сферы использования.


Литые алюминиевые нагреватели

Типы нагревателей Хитл - руководство по выбору


Литые нагреватели  представляют собой ТЭНы, которые непосредственно встраиваются в алюминий во время процесса литья, обеспечивая тем самым интегрированную сборку нагревательного элемента с физической структурой.  Эти типы нагревателей имеют преимущество максимальной передачи тепловой энергии через литой материал, таким образом, работают с максимальной эффективностью.

Литые нагреватели на оборудовании обеспечивают хорошую теплопередачу, поскольку площадь контакта максимальна. Нагреватель может быть в различных формах: кольцевой, плоский, Г-образный, в зависимости от формы отливки и требований к применению.


Керамические нагреватели

Типы нагревателей Хитл - руководство по выбору


Керамические ТЭНы состоят из нагревательных спиралей, встроенных в панели или модули из изоляционного материала или огнеупорного волокна.  С применением керамических изоляторов изготавливаются кольцевые и плоские керамические нагреватели, ленточные керамические ТЭНы, нагреватели для печей отжига, а также керамические сухие ТЭНы.


Циркуляционные нагреватели

Циркуляционные нагреватели представляют собой нагревательные блоки или резервуары, в которых вставленные сухие ТЭНы передают тепло жидкостям, когда они проходят через резервуары. Выбор материала для элементов циркуляционного нагревателя должен отражать свойства нагреваемой жидкости.


Спиральные нагреватели  и  гибкие ТЭНы

Типы нагревателей Хитл - руководство по выбору


Спиральные нагреватели представляют собой миниатюрные трубчатые нагревательные устройства, которые обычно имеют форму спирали и имеют различные профили поперечного сечения (круглые, квадратные или прямоугольные). Гибкие ТЭНы  могут принимать различную форму для соответствия конфигурации поверхности.  Данные типы нагревателей  используются в основном в индустрии литья под давлением, чтобы гарантировать надлежащий нагрев инжекционных форсунок и коллекторов пресс-формы, но могут использоваться и в других отраслях, например, для нагрева стержней, труб и трубок.


Нагреватели для бочек

Типы нагревателей Хитл - руководство по выбору


Поясные нагреватели - это гибкие нагревательные системы, которые снаружи прикрепляются к бочкам или ведрам.  Силиконовые поясные нагреватели специально разработаны для размеров бака или бочки, чтобы обеспечить надлежащую теплопередачу, и могут быть обернуты и закреплены при помощи нескольких типов креплений. Силиконовые нагреватели для бочек обычно оснащены блоками контроля температуры.


Кабельные и ленточные нагреватели

Типы нагревателей Хитл - руководство по выбору


Греющие ленты и кабели ЭНГЛ - это нагревательные устройства, которые обычно оборачиваются вокруг труб, чтобы предотвратить замерзание или поддерживать постоянную температуру. Они доступны в форме ленты или кабеля различной ширины и длины.


Инфракрасные излучатели

Типы нагревателей Хитл - руководство по выбору


Инфракрасные нагреватели - это нагревательные элементы, которые используют инфракрасную передачу тепла. Инфракрасные нагреватели используются в основном для обогрева, сушки, термоформования. ИК нагреватели бывают керамическими или кварцевыми.


Трубчатые нагреватели

Типы нагревателей Хитл - руководство по выбору


Трубчатые нагреватели представляют собой металлические трубки, содержащие электрические нагревательные спирали, которые могут принимать различные формы. Трубчатые нагреватели используются в основном для процессов нагрева, включая нагрев жидкостей погружением. Трубчатому нагревателю может быть придана любая индивидуальная форма в зависимости от области применения, и он может иметь несколько вариантов материалов в зависимости от нагреваемого вещества, например продуктов питания или коррозионных материалов. Их также можно прикрепить к поверхности.


Сферы применения и отрасли

Области применения нагревателей разнообразны. Один из способов охарактеризовать применение нагревателей - разделить использование по тому, является ли функция нагревателя прямым нагревом воздуха, нагреванием воды, безконтактным или контактным нагревом. Имея это в виду, общие области применения обогревателей включают:

  • Подогрев воздуха в домах, зданиях, автомобилях, грузовиках, поездах, самолетах или других закрытых конструкциях для общего экологического комфорта с помощью конвекции

  • Нагрев воды для бытового использования или потребления за счет теплопроводности, включая воду для купания, бассейнов и спа, прачечной или других применений

  • Нагревание таких материалов, как клеи, адгезивы, пластмассы, каучуки или другие формуемые вещества, как часть производственного процесса для улучшения пластичности или текучести материалов или для облегчения отверждения

  • Нагревание бочек, контейнеров и других твердых форм, которые могут содержать жидкости или твердые вещества и которые нагреваются за счет теплопроводности от нагревателя к контейнеру и его содержимому

  • Нагрев труб и клапанов для улучшения потока материалов в трубопроводных системах и предотвращения повреждений из-за низкотемпературных условий.

  • Обогрев предметов и людей с использованием инфракрасной энергии для ускорения сушки, термоформования или использования конвективного обогрева в открытых помещениях.

  • Нагрев жидкости за счет прямого контакта с погруженным источником нагрева

Рекомендации по выбору нагревателя

При выборе нагревательного элемента сначала разберитесь в предполагаемом варианте использования.

  • Механизм передачи тепловой энергии. Будет ли объект нагреваться за счет теплопроводности, которая предполагает прямой контакт поверхности с нагревательным элементом, или конвекция или излучение будут механизмом передачи? Для разных типов нагревателей используются разные методы нагрева.

  • Определите необходимые варианты источника питания. Какие напряжения и токи доступны, переменного или постоянного тока? Существуют ли какие-то условия в предполагаемой среде использования, которые могут ограничить применение некоторых вариантов мощности нагревателя? Например, для нагрева масла или нефтепродуктов нужны специальные нагреватели с низкой плотностью мощности.

  • Какие требования к нагреву? Ожидается ли, что нагреватель будет периодически включаться и выключаться для поддержания температуры? Какое время требуется для достижения желаемой температуры? Какая ожидается потеря тепла в предполагаемой среде использования? Проблематичен ли перегрев? Цель должна состоять в том, чтобы установить верное значение плотности мощности, необходимой для нагревателя, обычно измеряемой в ваттах на квадратный сантиметр, которое соответствует требованиям к нагреву для конкретного оборудования. Это может потребовать проведения теплового анализа для определения необходимой плотности мощности.

  • Какой форм-фактор нужен? Поскольку некоторые типы нагревателей разработаны с учетом определенного форм-фактора, например кольцевые нагреватели и плоские нагреватели, знание форм-фактора или геометрии нагреваемого объекта поможет определить варианты нагревателей, которые можно использовать наиболее эффективно.

  • Какой уровень контроля температуры требуется для нагреваемого объекта? Чем выше степень контроля температуры, тем сложнее будут возможности измерения и мониторинга, что может повлиять на выбор вариантов нагревателя и стоимость реализации.

В этой статье представлено краткое изложение основных типов нагревателей, обычно используемых в промышленном оборудовании. Для получения дополнительной информации о наших нагревателях, звоните нам по телефону или вы можете просмотреть подробную информацию о конкретных товарах на нашем сайте в каталоге нагревателей Хитл.


18.05.2021

Статьи по теме

Возврат к списку