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    電加熱管廠家
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    電加熱管生產廠家介紹法蘭和PTC加熱管的應用

    2020-02-02

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        摘要介紹陶瓷PTC電加熱管及其電阻·溫度、電壓一電流、電流一時間等特性,分別從安全性、可靠性、熱量自動調節功能、制熱速度、電源穩定性要求、使用壽命等方面分析其與傳統不銹鋼電加熱管的優化情況,同時,通過在恒溫恒濕空調機上的對比測試,將PTC電加熱管和傳統不銹鋼電加熱管性能進行測試對比,探討該電加熱管在恒溫恒濕空調機上的應用優勢,為今后PTC電加熱管在恒溫恒濕空調機上的應用提供參考。

    關鍵詞法蘭電加熱管;電加熱管;恒溫恒濕空調機;電熱管生產廠家

     

        恒溫恒濕空調機組一般用于電子、光學設備、儀器儀表、醫療衛生、生物制藥、檔案館、博物館、圖書館、食品房、精密機械、各類計量、檢測及實驗室等對空氣溫、濕度精度要求較高的場合,應用十分廣泛。恒濕恒濕空調機空氣處理原理示意圖如圖1,機組運行時,在空調房間溫濕度較高的情況下,需要對需處理的空氣進行冷卻除濕,冷卻除濕之后,由于冷卻處理后溫度較低,需進一步加熱,達到所需溫度再送風:而在空調房間溫濕度偏低的情況下,需要對需處理的空氣進行加熱,然后再進行加濕,達到所需的溫濕度后再送風。

     

        因此,電加熱管是恒溫恒濕空調機內部的重要設備之一,需要長時間工作,但傳統上一般采用不銹鋼電加熱管,其結構是在金屬管內放入電熱絲,并在空隙部分緊密地填充有導熱性和絕緣性的氧化鎂粉,其優點是不銹鋼電加熱管是純電阻性負載,功率容易確定,缺點是只能實現開、關控制,不能根據溫度自動調節功率。同時,如送風機出現故障或過濾器出現堵塞情況下,沒有風量或風量下降,此時,容易導致不銹鋼電加熱管加熱

    器表面出現干燒現象,不但表面燒得發紅,表面溫度可高達600 ℃、700 ℃,容易使周圍可燃物體達到燃燒溫度點,安全隱患較人,存在起火的隱患,而且,在高溫干燒的情況下,不銹鋼電加熱管本身容易出現燒毀的質量問題,安全性和可靠性難以得到保證。

    1陶瓷PTC電加熱管及其特性分析

    正溫度系數(Positive temperature coefficient簡稱 PTC)現象是1950年荷蘭菲利普公司的海曼 (Haayman)首先發現的,在鈦酸鋇(BaTi03)中摻入少量的稀上原料,使原來為介電性的材料變成為半導體陶瓷罔。陶瓷c電加熱管的外表面是鋁管,基于BaTi03陶瓷晶體在高溫下相變而制成的一種熱敏元件置于鋁管中間作為發熱體,鋁管外表面壓繞或膠粘有散熱翅片,這種半導體熱敏元件的電阻隨溫度的變化呈正溫度系數的關系。

     

    1,1 PTC電加熱管電阻一溫度特性

     

    電阻溫度特性是c的基本特性,如圖3,RT特性曲線是在零功率的條件下測試的,山于電阻 R數值較大,有時采用lgR·T曲線。圖3中,R25 室溫25 ℃時PTC的電阻:Rmtn:不同溫度下PTC 的 小電阻;Rm:不同溫度下PTC的 人電阻; Rc:居里點溫度PTC的電阻,電阻為2 R皿n時的溫度,又稱轉換溫度;Rp:平衡點電阻,PTC通常工作在Rp、Rc范圍。

    PTC電加熱管的兩端施加電壓,PTC升溫進入電阻突變區T礦Tp范圍內穩定運行,C溫度保持在一定值,這一溫度取決于居里溫度和電壓,而基本與環境溫度無關。c作為發熱體的作用原理可以按如下的公式:

    p為功率境溫度,為耗散系數,也即c中功率耗散的變化量與相應的 PTC溫度變化量的比值,單位:W/ ℃。

    U、TO、?一定時,如果PTC的溫度T升高,則電阻R增大,使功率p下降,導致溫度T 下降。反之,如果溫度T降低,電阻R下降,使功率升高,導致溫度上升。因此,PTC電加熱管的溫度一旦達到平衡,就可以穩定在一個定值,達到定溫發熱的效果。不僅可以自動恒溫,還可以節約能源。當環境溫度To下降時,PTC電加熱管功率上升,表面溫度也隨之上升,反之,當環境溫度TO 上升時,它功率下降,表面溫度也隨之下降,它的發熱量可以隨環境溫度的變化自動調節。

    c電加熱管在送風機出現故障或過濾器出現堵塞情況下,沒有風量或風量下降,此時,山于 PTC干燒表面溫度升高,造成PTC加熱體的電阻增大,降低電流,從而使其的發熱功率下降,它對溫度的敏感性會自動調節功率而 終將溫度降到平衡點。在PTC干燒時表面溫度 高不超過260 ℃,不容易達到周圍可燃物體的燃燒溫度點,安全性和可靠性較高。

    1,2 PTC電加熱管電壓一電流特性

    如圖4,PTC電加熱管的電壓.電流特性曲線上有三個區間:包括啟動電流區、穩定工作區和破壞電壓區。PTC電加熱管啟動時處于啟動電流區,穩定工作時處于穩定工作區,此時,電壓×電流· 定值,即功率隨電壓的的增大變化很小,同時電壓· 電流特性曲線隨環境溫度的上升而下移。

    完成表面溫度對比測試后,進一步對PTC在不同風速下進行測試,測試結果如表2。


    測試數據及c自身特性進行以下性能分

    3·1安全性方面

    PTC電加熱管,如表1當風速為零出現干燒時,發熱體的溫度將上升,山于c只有的自限溫的作用,溫度升高時電阻下降,干燒情況下其電流降到了通風情況下的巧.7‰整個c電加熱管的發熱功率僅有327w,從測試數據中可以看出,其表面溫度升高不多,干燒時 高表面溫度僅227 ℃此溫度不容易達到周圍可燃物體的燃燒溫度點,小蓉易產生明火0可以避免火災問題,安全性能較高。

    而不銹鋼電加熱管,山于內部使用鎳鉻絲作為發熱體,從測試數據中可以看出,在通風情況下,其表面溫度僅146 ℃,但當風速為零出現+燒時,表面溫度可達到672℃,如果表面有紙屑等易燃雜物或者在電加熱旁邊裝有塑料件、橡膠件、保溫材料及電線等,在溫度600 ℃ 00℃情況下,非常容易引起火災,安個性能難以得到保

    32可鏹性方面

    PTC電加熱管,由于其具有的自.限溫的作用,干燒時 高表面溫度僅227℃,有效的避免PTC電加熱管的加熱體出現燒毀和損壞的問題,可靠性較高,不容易損壞,使用壽命長。

    而不銹鋼電加熱管,、當風速為零出現干燒時的表面溫度達到6720由于鎳鉻絲作為發熱體的表面溫度高,容易造成加熱絲本身出現燒毀問題,容易損壞可靠性較低,壽命較短,長期使用容易損壞是維護成本較高。

    3,3發熱量自動調節方面

    c電加熱管的發熱量可以隨環境溫度的變化自動調節,當環境溫度升高時,C的發熱功率將降低,反之則升高,這樣不僅可以自動調節使出風溫度保持穩定,有利于提高恒溫恒濕窄調機溫濕度控制精度,而且還可以節約能源,、在溫度較高的情況下自動下降功耗。

    而不銹鋼電加熱管是固定加熱量輸出@發熱量不會自動調節,不管環境溫度高低,輸出的熱量是固定的,容易出現溫度過高或過低的問題,出風溫度波動較大,不利于恒溫恒濕空調機溫濕度控制精度的保證。

    3,4發熱量可調節性方面

    叢表2和圖8的測試數據可以看出,C電加孰的加熱量與風速有關,當迎面風速提高的時候,其加熱功率也會隨之上升,c的發熱功率可以通過調整耗散系數或風速來調節。對于耗散系數的調節,可以改變產品的外觀結構、風速、風量等來調節#但同時,恒溫恒濕空調機在熱電加熱設計時,也需要確定c表面的風速來對c電加熱管進行適、《;當的選型,以保證其加熱量。

    而不銹鋼電加熱管只能是固定加熱量杰沒有熱量調節空間。

    3,5制熱速度方面

    c電加熱管在啟動時有比額定功率更高的沖擊功率(電流),制熱迅速,而且在環境溫度中由于 PTC電加熱管發熱功率會隨環境溫度的降低而提高。因而在環境溫度較低時可以更快的制執而不銹鋼電師熱管能;是固是后0 啟動速度較PTC更加熱0

    3.6對電源穩定性要求方面

    不銹鋼電加熱管采用鎳鉻絲作為發熱體時,發熱功率與電壓的平方成正比(P=U2/R),當電源電壓變化時對發熱功率影響很大,穩定性較差。而 PTC獨有的電壓·電流特性曲線上的穩定區域中,可以在電源電壓波動時,其輸出功率基本穩定。

    綜合以上各分析內容可以知道,PTC電加熱管與不銹鋼電加熱管相比,具有安全和可靠性能更高、熱量自動調節功能、制熱速度快、電源穩定性要求不高、使用壽命長等優點,而且c電加熱管的發熱量可以隨環境溫度的變化自動調節,不僅可以自動恒溫,而且還節約了能源,十分適應應用于溫濕度控制精度要求很高的恒溫恒濕空調機使用。 4 PTC電加熱管的缺點及其應對方法

    C電加熱管與不銹鋼電加熱管相比雖然具有安全可靠、熱量可自動調節、制熱速度快、電源穩定性要求不高、使用壽命長等諸多優點,但它在長期使用情況下有一定的輸入功率衰減的問題,根據行業標準的要求,PTC電加熱在1000h干燒衰減率小于10%,在運行1000h以后,發熱器額定輸入功率衰減率不應大于10%[4]。

     

    超過1000 h以后,按實驗測試的衰減曲線如可以看出,在 初500 h,PTC電加熱管輸入功率衰減比較快,到1 h后,衰減率約9%。到30開h之后衰減變化比較緩慢,到4 h之后,衰減率變得比較小,逐漸趨于平緩。

    QB/T 2164·95行業標準要求,PTC電加熱管的額定功率值允許偏差+5%、10‰為了沖抵日后的衰減問題,其選型設計時應盡量選用上浮5%偏差功率的產品。

    5結論

    綜上所述,從自身特性理論與實際測試結果分析,PTC電加熱管性能優于傳統不銹鋼電加熱管,主要表現在其安全性、可靠性、熱量自動調節能力、制熱速度、電源穩定性要求和使用壽命等方面均優于傳統不銹鋼電加熱管,但是由于c電加熱管存在額定輸入功率隨時間衰減的問題,因此,在設計時應選用輸入功率正偏差的產品,以減少長時間使用后電加熱功率衰減的影響。

    由于電加熱管是恒溫恒濕空調機機內部的重要設備之一,因此,其使用的可靠性和安全性至關重要,選用c電加熱管作為恒溫恒濕機的加熱器,不但能提升恒溫恒濕空調機的安全性和可靠性能,同時,由于PTC電加熱管的制熱速度快,且具備熱量自動調節功能,還可以提升恒溫恒濕機的溫濕度調節速度和調節精度,是一款理想的電加熱管。

     


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