Elektrische Heizelemente, Heizelemente, Typen, Ausführungen, Anschluss und Prüfung. Materialien für Heizelemente Woraus besteht die Spirale für Heizgeräte?

In Widerstandsöfen der TPP LLC-Linie verwenden wir Heizelemente aus zwei Hauptlegierungen: Fechral und Nichrom.

Strukturell können Heizgeräte wie folgt gestaltet werden:

In Zickzackform, mit Befestigung in der Keramikfaserauskleidung mittels Haken
In Form von auf Keramikrohren aufgewickelten Spiralen für das Heizelement

Material und Design der Heizgeräte werden auf der Grundlage der Anforderungen der technischen Spezifikationen (Temperaturbedingungen, Auskleidungsdesign, Art und Weise der Platzierung der Charge im Ofen und ihrer Masse, Anforderungen an die Gleichmäßigkeit der Erwärmung, spezifische Wärmeleistung des Ofens usw.) ausgewählt. ). Elektrische Geräte für Widerstandsöfen bestehen ausschließlich aus hitzebeständigen Materialien.

Merkmale von Heizelementen

Wenn eine technische Notwendigkeit für den Einsatz von Zick-Zack-Heizungen besteht, gibt TPP LLC den Fibrotal-Heizpaneelen der Firma Kantal, einem Partner von TPP LLC, Vorrang. Fibrotal-Paneele sind Elektrogeräte aus Keramikfaserplatten mit integrierten Haken zur Befestigung (Installation) von Heizkörpern. Der Temperatur- und Größenbereich der Fibrotal-Platten ist recht breit, sodass Sie für fast jeden Widerstandsofen die erforderliche Standardgröße auswählen können.

Der Vorteil der Verwendung von Zick-Zack-Heizungen in Widerstandsöfen ist ihr höherer (fast doppelt so hoher) Wärmeübertragungskoeffizient im Vergleich zu spiralförmigen elektrischen Geräten. Dies ermöglicht es, unter sonst gleichen Bedingungen, eine größere Wärmeleistung auf die Heizfläche zu bringen.

Arten von elektrischen Ofengeräten

In den meisten Öfen verwendet TPP LLC jedoch Spiralheizer auf Korundrohren. Ihr Einsatz wird durch folgende Vorteile gerechtfertigt:

Kompakte und einheitliche Platzierung im Arbeitsbereich;
Einfache Befestigung und sichere Montage in der Keramikfaserauskleidung.

Ein Vergleich von Heizgeräten aus Fechral und Nichrom zeigt sowohl Vor- als auch Nachteile beider Legierungen, abhängig von den spezifischen Betriebsbedingungen im Ofen.

Vorteile von Fechral-Heizungen

Hohe Anwendungstemperatur (bis zu 1300°C)
Aufgrund der geringen Kosten sind diese Elektrogeräte erschwinglich;
Höherer elektrischer Widerstand und höhere zulässige spezifische Wattlasten im Vergleich zu Nichrom-Heizungen.

Nachteile und Merkmale von Fechral-Heizgeräten

Hohe Versprödung;
Geringe Wartbarkeit elektrischer Geräte, insbesondere im zyklischen Betrieb in Kammerwiderstandsöfen mit periodischer Abkühlung;
Ein erheblicher linearer Wärmeausdehnungskoeffizient, der die Freiheit ihrer Platzierung im Ofen aufgrund der Gefahr eines Kurzschlusses einschränkt;
Erhöhte Oxidation, insbesondere bei Kontakt mit einer Auskleidung mit einem Aluminiumoxidgehalt von weniger als 50 % (vorzugsweise eine Auskleidung aus Produkten mit hohem Aluminiumoxid- oder Korundgehalt).

Vorteile von Nichrom-Heizungen

Gute Wartbarkeit, auch in Kammeröfen;
Niedriger linearer Wärmeausdehnungskoeffizient;
Geringe Oxidation und Inertheit gegenüber dem Auskleidungsmaterial.

Nachteile von Nichrom-Heizungen

Begrenzte Anwendungstemperatur: bis 1100°C;
Hoher Preis;
Geringerer spezifischer elektrischer Widerstand und geringere zulässige spezifische Wattbelastung im Vergleich zu Fechral-Heizungen.

Die in Fibrotal-Panels verwendeten Heizgeräte weisen die meisten Nachteile von Fechral-Heizgeräten nicht auf, nämlich:

Hoher Versprödungsgrad;
Schlechte Wartbarkeit, inkl. unter zyklischer Belastung;
Erhöhte Längenausdehnung;
Erhöhte Oxidation.

Einer der Vorteile der Fibrotal-Platten ist die erhöhte Temperatur bei Dauergebrauch (bis zu 1350 °C). Und einer der Nachteile von Fibrotal-Panels sind ihre hohen Kosten.

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Nichrom wurde 1905 von Albert Marsh erfunden, der Nickel (80 %) und Chrom (20 %) kombinierte. Heute gibt es etwa zehn Modifikationen von Legierungen verschiedener Marken. Als zusätzliche Legierungsverunreinigungen kommen Aluminium, Mangan, Eisen, Silizium, Titan, Molybdän etc. hinzu. Aufgrund seiner herausragenden Eigenschaften findet dieses Metall breite Anwendung bei der Herstellung von Elektrogeräten.

Grundlegende Eigenschaften von Nichrom

Nichrome ist anders:

hohe Hitzebeständigkeit. Bei hohen Temperaturen verändern sich seine mechanischen Eigenschaften nicht;
Plastizität, die es Ihnen ermöglicht, Nichrom-Spiralen, Drähte, Bänder und Fäden aus der Legierung herzustellen;
einfache Verarbeitung. Produkte aus Nichrom sind gut geschweißt und gestanzt;
hohe Korrosionsbeständigkeit in verschiedenen Umgebungen.
Die Nichrom-Beständigkeit ist hoch.

Grundeigenschaften

Die Dichte beträgt 8200-8500 kg/m3.
Der Schmelzpunkt von Nichrom liegt bei 1400 °C.
Maximale Betriebstemperatur - 1100 °C.
Festigkeit - 650-700 MPa.
Nichrom 1,05-1,4 Ohm.

Markierung von Nichromdraht

Ein hervorragendes Material für verschiedene elektrische Heizelemente, die in nahezu allen Branchen eingesetzt werden. Fast jeder Haushaltsgegenstand enthält Elemente aus Nichrom.

Buchstabenmarkierung von Drähten:

„H“ – wird in der Regel in Heizelementen verwendet.
„C“ – wird in Widerstandselementen verwendet.
„ZEHN“ – bestimmt für

Nach inländischen Standards gibt es mehrere Hauptmarken:

Doppeldraht X20N80. Die Legierungszusammensetzung umfasst: Nickel – 74 %, Chrom – 23 %, sowie jeweils 1 % Eisen, Silizium und Mangan.
Dreifach X15N60. Die Legierung besteht aus 60 % Nickel und 15 % Chrom. Die dritte Komponente ist Eisen (25 %). Durch die Sättigung der Legierung mit Eisen können die Kosten für Nichrom, dessen Preis recht hoch ist, erheblich gesenkt und gleichzeitig seine Hitzebeständigkeit aufrechterhalten werden. Darüber hinaus erhöht sich seine Bearbeitbarkeit.
Die günstigste Option für Nichrom ist X25N20. Es handelt sich um eine eisenreiche Legierung, bei der die mechanischen Eigenschaften erhalten bleiben, die Betriebstemperatur jedoch auf 900 °C begrenzt ist.

Anwendung von Nichrom

Dank ihrer hohen Qualität und einzigartigen Eigenschaften können Nichrom-Produkte dort eingesetzt werden, wo Zuverlässigkeit, Festigkeit und Beständigkeit gegenüber chemisch aggressiven Umgebungen und sehr hohen Temperaturen erforderlich sind.

Nichrom-Spiralen und -Drähte sind ein wesentlicher Bestandteil fast aller Arten von Heizgeräten. Nichrom kommt in Toastern, Bäckereien, Heizgeräten und Öfen vor. Die Legierung findet auch Anwendung in Widerständen und Rheostaten, die unter hoher Hitze betrieben werden. Nichrom kommt auch in elektrischen Lampen und Lötkolben vor. Sie verfügen über eine hohe Hitzebeständigkeit und eine erhebliche Beständigkeit, wodurch sie zum Trocknen und Brennen verwendet werden können.

Es wird auch Nichrom-Schrott verwendet. Es wird eingeschmolzen und das Material wiederverwendet. In chemischen Laboren wird eine Legierung aus Nickel und Chrom verwendet. Diese Zusammensetzung reagiert nicht mit den meisten Laugen und Säuren. In elektronischen Zigaretten werden verformte Nichrom-Heizspiralen verwendet.

Im Vergleich zu früher für diese Zwecke verwendetes Eisen sind Nichrom-Produkte sicherer, erzeugen keine Funken, rosten nicht und weisen keine geschmolzenen Stellen auf.

Der Schmelzpunkt von Nichrom liegt bei 1400 °C, sodass beim Kochen keine Fremdgerüche oder Dämpfe wahrnehmbar sind.

Ingenieure erforschen immer noch die einzigartigen Eigenschaften dieses Materials und erweitern ständig den Anwendungsbereich.

Zu Hause wird Nichromdraht zur Herstellung von hausgemachten Geräten, Stichsägen und Schneidern verwendet, wie zum Beispiel Holz, Lötkolben, Holzverbrennungsgeräten, Schweißmaschinen, Haushaltsheizungen usw.

Die beliebtesten Drähte sind X20H80 und X15H60.

Wo kann ich Nichromdraht kaufen?

Dieses Produkt wird in Rollen (Spulen, Spulen) oder in Form von Band verkauft. Der Querschnitt von Nichromdraht kann oval, kreisförmig, quadratisch oder trapezförmig sein; der Durchmesser reicht von 0,1 bis 1 Millimeter.

Wo kann ich Nichrome-Produkte bekommen oder kaufen? Wir schlagen vor, die häufigsten und möglichen Optionen in Betracht zu ziehen:

Zunächst können Sie sich an die Organisation wenden, die diese Produkte herstellt, und eine Bestellung aufgeben. Die genaue Adresse solcher Unternehmen können Sie an speziellen Informationsschaltern zu Waren und Dienstleistungen erfahren, die es in fast allen größeren Städten und Gemeinden gibt. Der Betreiber kann Ihnen sagen, wo Sie es kaufen können, und Ihnen eine Telefonnummer geben. Darüber hinaus finden Sie Informationen zum Sortiment solcher Produkte auf den offiziellen Websites der Hersteller.
Sie können Nichrome-Produkte in Fachgeschäften kaufen, zum Beispiel dort, wo Radiokomponenten, Materialien für Handwerker wie „Skillful Hands“ usw. verkauft werden.
Kaufen Sie bei Privatpersonen, die Funkkomponenten, Ersatzteile und andere Metallprodukte verkaufen.
In jedem Baumarkt.
Auf dem Markt können Sie ein altes Gerät kaufen, zum Beispiel einen Labor-Rheostat, und Nichrom nehmen.
Nichromdraht kann auch zu Hause gefunden werden. Daraus entsteht beispielsweise die Spirale eines Elektroherds.

Wenn Sie eine große Bestellung aufgeben müssen, ist die erste Option am besten geeignet. Wenn Sie eine kleine Menge Nichromdraht benötigen, können Sie in diesem Fall alle anderen Artikel auf der Liste berücksichtigen. Achten Sie beim Kauf unbedingt auf die Kennzeichnung.

Nichrom-Spiralwicklung

Heute ist die Nichromspirale eines der Hauptelemente vieler Heizgeräte. Nach dem Abkühlen behält Nichrom seine Plastizität bei, wodurch eine Spirale aus einem solchen Material leicht entfernt, ihre Form geändert oder bei Bedarf auf eine geeignete Größe angepasst werden kann. Das Aufwickeln der Spirale unter Industriebedingungen erfolgt automatisch. Zu Hause können Sie auch den Handaufzug durchführen. Schauen wir uns genauer an, wie das geht.

Wenn die Parameter der fertigen Nichrom-Spirale im Arbeitszustand nicht allzu wichtig sind, können Sie die Berechnung beim Wickeln sozusagen „nach Augenmaß“ durchführen. Dazu sollten Sie je nach Erwärmung des Nichromdrahtes die erforderliche Windungszahl wählen, dabei die Spirale regelmäßig in das Netzwerk einbeziehen und die Windungszahl verringern oder erhöhen. Dieser Wickelvorgang ist sehr einfach, kann jedoch ziemlich viel Zeit in Anspruch nehmen und ein Teil des Nichroms wird verschwendet.

Um die Berechnung von Spiralwicklungen einfacher und genauer zu gestalten, können Sie einen speziellen Online-Rechner verwenden.

Nachdem Sie die erforderliche Windungszahl berechnet haben, können Sie mit dem Aufwickeln auf die Stange beginnen. Ohne den Draht abzuschneiden, sollten Sie die Nichromspirale vorsichtig an die Spannungsquelle anschließen. Überprüfen Sie anschließend die Richtigkeit der Berechnungen zum Wickeln der Spirale. Es ist zu berücksichtigen, dass bei geschlossenen Spiralen die Windungslänge um ein Drittel des in der Berechnung ermittelten Wertes erhöht werden sollte.

Um den gleichen Abstand zwischen benachbarten Windungen sicherzustellen, müssen Sie zwei Drähte wickeln: einen aus Nichrom, den zweiten aus Kupfer oder Aluminium mit einem Durchmesser, der dem erforderlichen Abstand entspricht. Wenn das Wickeln abgeschlossen ist, sollte der Hilfsdraht sorgfältig aufgewickelt werden.

Kosten für Nichrom

Der einzige Nachteil, den Nichrome hat, ist der Preis. So wird eine Zweikomponentenlegierung beim Kauf im Einzelhandel auf etwa 1000 Rubel pro Kilogramm geschätzt. Die Kosten für Nichrome-Briefmarken mit Ligatur betragen etwa 500-600 Rubel.

Abschluss

Bei der Auswahl von Nichrom-Produkten müssen Daten zur chemischen Zusammensetzung des betreffenden Produkts, seiner elektrischen Leitfähigkeit und seines Widerstands, den physikalischen Eigenschaften von Durchmesser, Querschnitt, Länge usw. berücksichtigt werden. Es ist auch wichtig, sich nach der Konformität zu erkundigen Dokumentation. Darüber hinaus muss man die Legierung optisch von ihren sozusagen „Konkurrenten“ unterscheiden können. Die richtige Materialwahl ist der Schlüssel zur Zuverlässigkeit der Elektrotechnik.

Sie sind in offene und geschlossene unterteilt. Die ersten werden durch Spiralen dargestellt, die aus einer Basis (Keramik oder Mikanit) bestehen, auf die ein Draht aus einem speziellen Material mit guten elektrischen Isoliereigenschaften gewickelt ist.

Als Basis für die Spirale bietet die Firma Elemag Mikanitplatten an, da Mikanit eine Reihe von Vorteilen mit sich bringt:

Zuverlässige elektrische Isolierung;
Hohe Biegefestigkeit und mechanische Beständigkeit der Kanten gegen Abbröckeln;
Keine Delaminierung und kein Verlust der mechanischen Eigenschaften beim Erhitzen;
Geringe Wasseraufnahmeraten ermöglichen den erfolgreichen Einsatz von Mikanit auch in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit.

An das Drahtmaterial der Heizwendel werden mehrere Anforderungen gestellt. Dies sind geringe Oxidation, Feuerfestigkeit und hoher spezifischer Widerstand. Viele Materialien, wie zum Beispiel Kupfer, verfügen über diese Eigenschaften. Im Vergleich zu anderen Metallen und deren Legierungen wird jedoch für die Herstellung einer Spirale ein Vielfaches an Kupfer benötigt (manchmal bis zu 10).

Daher werden üblicherweise folgende Materialien verwendet:

Nichrom
Fechral
Mehrkomponentenlegierungen auf Basis von Fechral mit Legierungselementen (Eurofechral, Superfechral usw.)

Nichrom-Spiralen

Nachdem sie zu Beginn des Jahrhunderts auf den Markt kamen, erfreuten sie sich aufgrund ihres hohen spezifischen Widerstands, ihrer Hitzebeständigkeit und ihres niedrigen Preises sofort großer Beliebtheit. Leider sank der Nickelanteil aufgrund des Wunsches, Geld zu sparen, allmählich, es wurde durch Eisen ersetzt, wodurch die Drähte weniger duktil, spröde und anfällig für Korrosion wurden und die Lebensdauer abnahm (bei normaler Wartung). beträgt 5-6 Monate).

Fechralspiralen

Wird in Elektroöfen bei Temperaturen bis zu 1400 °C verwendet. Im Gegensatz zu Nichrom-Produkten kosten sie dreimal weniger, halten etwa 2 Jahre, haben eine größere spezifische Oberfläche und eine geringere Dichte.

Mehrkomponentenlegierungen

Die Firma Elemag verwendet in Heizgeräten Spiralen aus Mehrkomponentenlegierungen. Dies sind führende Hersteller wie Kanthal, Rescal und Aluchrom. Zuverlässige und langlebige Spiralen des französischen Unternehmens Rescal werden in Industrieöfen und Heizgeräten eingesetzt, die für den Betrieb unter rauen Bedingungen bei Temperaturen bis zu 1200 °C ausgelegt sind. Und hitzebeständiger Draht der Marke Kantal (Schweden), der weltweit führende Hersteller von Heizsystemen, ist qualitativ allen anderen Widerstandselementen deutlich unterlegen.

Mehrkomponentenlegierungen Typ Fe-Cr-Al-Si-Mn-Zr-Ti-Y zeichnen sich durch folgende Vorteile gegenüber Nichrom und herkömmlichem Fechral aus:

Längere Lebensdauer (z. B. bei Kantal 10 Jahre oder mehr) zu einem vernünftigen Preis;
Geringere Materialdichte, dadurch bis zu 17 % Gewichtseinsparung;
Höhere Widerstandswerte (1,39–1,45);
Gleichmäßige Struktur, bessere Oberflächenqualität und hohe Duktilität (zweimal mehr als herkömmliches Fechral);
Hervorragende Beständigkeit gegen Luft, Vakuum, Argon und Wasserdampf;
Gute Kriechgrenze, die ein Durchhängen der Elemente verhindert;
Niedrige und stabile TCES-Indikatoren;
Hervorragende Schweißbarkeit der Legierung.

Die Wärmeübertragung in Heizschlangen erfolgt durch Konvektion und Strahlung. Ihre Hauptvorteile sind einfaches Design, moderate Kosten, schnelles Aufheizen und einfache Reparatur. Spiralen mit Kantal- und Rescal-Drähten werden in der Industrie häufig verwendet:

Inbegriffen

elektrische Widerstandsöfen

Heizelemente haben im Ofen die höchste Temperatur und bestimmen in der Regel die Leistung der gesamten Anlage.

Für diese Materialien gelten folgende Anforderungen:

1. Ausreichende Hitzebeständigkeit (Zunderbeständigkeit).

2. Ausreichende Hitzebeständigkeit – mechanische Festigkeit bei hohen Temperaturen, die für die Selbsthaltung der Heizgeräte erforderlich ist.

3. Hoher elektrischer Widerstand. Je niedriger der spezifische elektrische Widerstand ist, desto länger ist die Heizung und desto kleiner ist ihr Querschnitt. Der Querschnitt des Heizgeräts muss groß genug sein, um die erforderliche Lebensdauer zu gewährleisten. Es ist nicht immer möglich, einen langen Ofen in einen Ofen zu stellen. Daher ist es wünschenswert, dass die Heizelementmaterialien einen hohen elektrischen Widerstandswert aufweisen.

4. Niedriger Temperaturkoeffizient des Widerstands. Diese Anforderung muss erfüllt sein, damit die von den Heizgeräten erzeugte Leistung im heißen und kalten Zustand gleich ist oder sich geringfügig unterscheidet. Wenn der Temperaturkoeffizient des Widerstands hoch ist, müssen zum Einschalten des Ofens im kalten Zustand Transformatoren verwendet werden, die zunächst eine reduzierte Spannung liefern.

5. Konstanz der elektrischen Eigenschaften. Einige Materialien wie Karborund altern mit der Zeit, d. h. sie erhöhen den elektrischen Widerstand, was ihre Betriebsbedingungen erschwert. Es werden Transformatoren mit großer Stufenzahl und Spannungsbereich benötigt.

6. Bearbeitbarkeit. Metallmaterialien müssen Duktilität und Schweißbarkeit aufweisen, damit sie zur Herstellung von Drähten, Bändern und daraus Heizelementen mit komplexen Konfigurationen verwendet werden können. Nichtmetallische Heizgeräte werden gepresst oder geformt, sodass das Heizgerät ein fertiges Produkt darstellt.

Die Hauptmaterialien für Heizelemente sind Legierungen auf Basis von Eisen, Nickel, Chrom und Aluminium.

Dies sind vor allem Chrom-Nickel- sowie Eisen-Chrom-Aluminium-Legierungen. Die Eigenschaften und Merkmale dieser Legierungen werden in dargestellt.

Doppellegierungen bestehen aus Nickel und Chrom (Chrom-Nickel-Legierungen), Dreifachlegierungen – aus Nickel, Chrom und Eisen (Eisen-Chrom-Nickel-Legierungen). Ternäre Legierungen sind eine Weiterentwicklung der Chrom-Nickel-Stähle, da X23N18, X15N60-N bis ca. 1000°C eingesetzt werden.

Doppellegierungen sind beispielsweise X20N80-N. Sie bilden auf der Oberfläche einen schützenden Film aus Chromoxid. Der Schmelzpunkt dieses Films ist höher als der der Legierung selbst; Der Film reißt beim Erhitzen und Abkühlen nicht. Diese Legierungen haben sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Temperaturen gute mechanische Eigenschaften, sind kriechfest, duktil, leicht zu verarbeiten und schweißbar.

Chrom-Nickel-Legierungen haben zufriedenstellende elektrische Eigenschaften, altern nicht und sind nicht magnetisch. Ihr größter Nachteil sind die hohen Kosten und die Knappheit, vor allem an Nickel. Daher entstanden Eisen-Chrom-Aluminium-Legierungen mit Eisen, Chrom und bis zu 5 % Aluminium. Diese Legierungen können hitzebeständiger sein als Chrom-Nickel-Legierungen, d. h. sie können bis zu 1400 °C betrieben werden (z. B. Kh23Yu5T-Legierung). Allerdings sind diese Legierungen recht spröde und brüchig, insbesondere wenn sie Temperaturen über 1000 °C ausgesetzt werden. Daher kann die Heizung nach dem Betrieb im Ofen nicht ausgebaut und repariert werden. Diese Legierungen sind magnetisch und können in feuchter Atmosphäre bei normalen Temperaturen rosten. Sie haben eine geringe Kriechfestigkeit, was bei der Konstruktion von Heizgeräten berücksichtigt werden muss. Der Nachteil dieser Legierungen ist auch ihre Wechselwirkung mit Schamottauskleidung und Eisenoxiden. An Stellen, an denen diese Legierungen bei Betriebstemperaturen über 1000 °C mit der Auskleidung in Kontakt kommen, muss die Auskleidung aus hochtonerdehaltigen Ziegeln bestehen oder mit einer speziellen hochtonerdehaltigen Beschichtung überzogen werden. Während des Betriebs dehnen sich diese Heizgeräte erheblich aus, was ebenfalls der Fall sein muss sind bei der Planung zu berücksichtigen, d. h. es ist die Möglichkeit ihrer Erweiterung vorzusehen.

Vertreter dieser Legierungen sind Kh15Yu5 (Anwendungstemperatur - etwa 800°C); X23Yu5 (1200°C); Kh27Yu5T (1300 °C) und Kh23Yu5T (1400 °C).

In jüngster Zeit wurden Legierungen des Typs Kh15N60Yu3 und Kh27N70YuZ entwickelt, d.

Die Legierungen Kh15N60YUZ, Kh27N60YUZ interagieren nicht mit Schamotte und Eisenoxiden, sind ziemlich gut verarbeitet, mechanisch fest und nicht zerbrechlich.

Hochtemperaturöfen verwenden nichtmetallische Heizgeräte: Karborund und Molybdändisilizid.

Für Öfen mit Schutzatmosphäre und Vakuum werden Kohle- und Graphitheizungen eingesetzt. Heizungen werden in diesem Fall in Form von Stäben, Rohren und Platten hergestellt.

Hochtemperatur-Vakuum- und Schutzatmosphärenöfen verwenden Molybdän- und Wolframheizungen. Molybdän-Heizgeräte können im Vakuum bis zu 1700 °C und in einer Schutzatmosphäre bis zu 2200 °C betrieben werden. Die Anwendungstemperatur im Vakuum ist niedriger, was durch die Verdampfung von Molybdän erklärt wird. Wolframheizungen können bis zu 3000 °C betrieben werden.

Teilweise werden Heizgeräte aus Niob und Tantal verwendet.

Die Heizelemente der meisten Industrieöfen bestehen entweder aus Band oder Draht (Abb. 3.4 – 3.7). Typischerweise wird für die Herstellung von Heizgeräten für Industrieöfen Draht mit einem Durchmesser von bis zu mm verwendet. Für Öfen mit Betriebstemperaturen von C und höher sollte jedoch Draht mit einem Durchmesser von weniger als mm verwendet werden. Das Verhältnis zwischen der Steigung der Spirale und ihrem Durchmesser sowie dem Durchmesser des Drahtes wird so gewählt, dass die Platzierung der Heizgeräte im Ofen erleichtert wird, ihre ausreichende Steifigkeit gewährleistet ist und gleichzeitig die Übertragung nicht zu schwierig wird Wärme von ihnen an die Produkte weiter.

Es ist einfacher und billiger, eine Heizung auf Basis von Nichrom herzustellen. Ein meterlanges Stück selbstregulierendes Kabel kostet 330 Rubel und hält ewig. Überraschenderweise vergessen die Verkäufer immer wieder, die Temperatur der Systemeinstellung anzugeben, liefern aber Informationen über die Leistung, die direkt von den Bedingungen abhängt, und der Indikator ist im beschriebenen Fall per Definition nicht konstant. Wenn wir über ein Widerstandskabel sprechen würden, würde das oben Gesagte Sinn machen. Beispielsweise arbeitet ein selbstregulierendes Gerät unabhängig und benötigt keinen Thermostat. Hat eine hohe Fehlertoleranz. Das bedeutet, dass die Brandgefahr minimal ist, wenn Sie eine selbstgebaute Heizung herstellen.

Heizungen und Kabel

Nicht jeder ist schon einmal auf ein selbstregulierendes Kabel gestoßen. Lassen Sie uns etwas mehr über diese interessanten Komponenten für Enteisungssysteme für Gebäuderinnen erzählen. Der ohmsche Draht erzeugt Wärme nach dem Joule-Lenz-Gesetz. Der Effekt ist direkt proportional zum Strom, umgekehrt proportional zum Widerstand und hängt von der Betriebszeit der Struktur ab. Um in Heizgeräten nutzbare Wärme zu gewinnen, suchte man nach Materialien mit erhöhter Widerstandsfähigkeit. Dies scheint den Joule-Lenz-Effekt zu reduzieren, allerdings lässt sich der Trivialdraht nicht an das 230-V-Netz anschließen – der Kern brennt durch. Es liegt ein Kurzschluss vor. Versuchen Sie, mit Ihren eigenen Händen eine Heizung herzustellen, ohne andere zu gefährden.

Um beispielsweise eine 2-kW-Heizung zu erhalten, nehmen Sie einen Draht mit einem Widerstand von 28 Ohm. Versuchen Sie, etwas aus Kupferdraht herzustellen. Nichrom ist mit einem erheblichen Widerstand ausgestattet; 3-5 Meter Material ermöglichen das Aufwickeln einer Spirale. Wenn Sie die Schnittlänge reduzieren, erhöht sich die Leistung, aber die Situation ist ungünstig. Der Leiter zeichnet sich durch eine bestimmte maximale Leistung pro laufendem Meter aus, die er ableitet. Wenn der Wert zu hoch ist, brennt die Spule durch. Der Vorgang erfolgt schnell in der Luft.

Erster Tipp zur Herstellung einer Heizung:

Erforschen Sie den Markt nach ähnlichen fabrikgefertigten Designs. Welche Leistung und innere Struktur hat das Heizgerät, aus welchen Materialien besteht das Produkt?

Als nächstes kopieren wir die technischen Spezifikationen. Schauen Sie im Nachschlagewerk nach, welche lineare Leistung Nichrom verbraucht. Bei der Technik wird übrigens Fechral aus Norwegen verwendet, die Zusammensetzung des Materials ist ein Geheimnis und nicht im Handel erhältlich.

Was man aus Nichrom machen kann. Metallfabriken produzieren:

Heizelemente.
Spiralen.

Überall wird die Fähigkeit genutzt, Wärme dosiert bereitzustellen (im Gegensatz zu Kupfer, wo die freigesetzte lineare Leistung gering ist, ist die Wahrscheinlichkeit, dass Kerzen durchbrennen, hoch). Der Unterschied zwischen elektrischen Rohrheizkörpern besteht darin, dass die Spirale durch gepresstes Pulver vor Wasser und Luft geschützt ist. Die äußere Kupferhülle dient dazu, die Form des Dielektrikums beizubehalten. Dadurch wird eine elektrische Isolierung des Geräts ermöglicht. Vergessen Sie nicht, Nichrom ist Metall. Wenn Sie keine Vorsichtsmaßnahmen treffen, kann es leicht zu einem Stromschlag kommen.

Das selbstregulierende Kabel überwacht selbstständig die Temperatur. Wir möchten die Leser darüber informieren, dass das Widerstandskabel aus einem ohmschen Leiter besteht. Nicht Nichrom oder Kupfer.

Auf die Beschaffenheit des Widerstandskabels kommt es nicht an, Hauptsache es erzeugt beim Anlegen der Versorgungsspannung Wärme. Neue Technologien haben zur Entstehung einer mit Graphit durchsetzten dielektrischen Matrix geführt. Das Konzept ist die Grundlage für Kabel, die sich bei steigender Temperatur selbst regulieren und ausdehnen. Dadurch hören die Graphiteinschlüsse nach und nach auf, miteinander in Kontakt zu kommen.

Dadurch erhöht sich der Widerstand der Fläche. Die Spannung ist konstant – 220 V – das heißt, der Strom sinkt. Dadurch wird der Joule-Lenz-Effekt reduziert. Wenn der Bereich abkühlt, findet der umgekehrte Vorgang statt. Die selbstregulierende Matrix zieht sich zusammen, es entstehen mehr Graphitbrücken, der Widerstand sinkt, der Strom steigt und der thermische Effekt nimmt zu. Zur Herstellung eines Kabels werden zwei parallele Kupferdrähte zur Potentialversorgung herangezogen. Dazwischen ist entlang der Länge eine selbstregulierende Matrix mit Graphiteinschlüssen eingelegt. Das Schöne an der Konstruktion ist, dass die Fragmente unabhängig voneinander erhitzt werden. Die Temperatur spielt eine entscheidende Rolle für das Ausmaß des thermischen Effekts.

Die Matrix ist werkseitig konfiguriert. Häufiger sehen wir Produkte mit Heiztemperaturen im Bereich niedriger positiver Temperaturen, knapp über Null. Die überwiegende Mehrheit der Kabel wird zum Abtauen von Zweigen von Strukturelementen von Gebäuden verwendet, daher werden die Eigenschaften entsprechend ausgewählt. Es fühlte sich ein wenig eisig an, die Temperatur sank auf Null, die Matrix schrumpfte und das Kabel begann sich zu erwärmen. Der Vorteil des Designs besteht darin, dass keine Überwachung des Geräts erforderlich ist. Gleichzeitig sorgt ein Widerstandskabel für einen festen thermischen Effekt.

Wird der Prozess nicht kontrolliert, steigt die Temperatur grenzenlos an, bis der Kabelmantel schmilzt und ein Brand entsteht. Es ist klar, dass Sie sich nicht mit Thermostaten befassen möchten: Es ist kompliziert und teuer.

Ein Widerstandskabel kostet einen Cent, aber der Preis eines selbstregulierenden Kabels wurde bereits angegeben. Vor diesem Hintergrund sind wir davon überzeugt, dass Ersteres am besten für Fußbodenheizungen (aber nicht für Decken) geeignet ist, während Letzteres ideal für atypische Strukturen ist, wie z. B. ein Heizkissen unter einem Sitz. Vergessen Sie nicht, richtig zu isolieren. Platzieren Sie beispielsweise einen Folienschirm zwischen Person und Kabel, der zuverlässig geerdet ist. In diesem Fall passiert bei einer Panne nichts Schlimmes. Es ist besser, solche Geräte über ein Differentialschutzgerät einzuschalten.

Beispiele für selbstgebaute Heizungen

Wie bereits erwähnt, ist es einfacher, eine Heizung aus Nichrom herzustellen. Um eine Leistung von 2 kW zu erhalten, benötigen Sie einen Abschnitt mit einem Widerstand von 27 – 28 Ohm. Verbinden Sie solche Spiralen nicht parallel. In diesem Fall wird die Leistung mit der Anzahl der Heizelemente multipliziert und die Hausschalttafel im Chruschtschow-Gebäude verbraucht 5 kW. Wenn Sie moderne Hochhäuser nicht berücksichtigen. Die Leistung wird nach folgender Formel berechnet:

Bei einem Widerstand von 28 Ohm ergibt sich eine Leistung von 1728 W, wenn der effektive Spannungswert 220 V beträgt. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie einen Rohrdurchlauferhitzer zu Hause zusammenbauen können, und es gibt so viele Nichrom-Spiralen, wie Sie möchten. Wickeln Sie den Draht um einen Keramikstab, wie es bei elektrischen Kaminen der Fall ist, oder um Teller, wie bei Haartrocknern oder Windgebläsen. Wo bekommt man hitzebeständiges Material? Auf dem Kapitalmarkt kostet es einen Cent, aber online ist es teuer, es zu kaufen. Zerlegen Sie alte Geräte und leihen Sie sich aus, was Sie brauchen. Verwenden Sie zum Aufwickeln keinen Stahl; dieser Vorgang kann unvorhersehbare Folgen haben. Im Inneren des Lötkolbens befindet sich übrigens ein keramischer Isolator.

Wenn Ihnen nichts einfällt, schlagen Sie mit einem Spezialhammer (für Ziegel) eine dünne Platte vom Ziegel ab und verwenden Sie diese. Das Fragment ist schwer, aber zuverlässig. Wenn Sie einen Schamottestein finden, ist es besser, einen hitzebeständigen zu verwenden. Keramikfliesen reichen aus. Vergessen Sie nicht, an den Enden der Platte eine Aussparung für den Draht zu machen, wickeln Sie ihn in einer Schicht auf, nicht mehr. In diesem Fall werden die Wärmeaustauschbedingungen verletzt und das Nichrom kann verbrennen. Löcher in die Fliesen bohren Sie übrigens mit Spezialbohrern (bei Fliesen mit einem Stein am Ende). Wenn beispielsweise bei einem Prozessorkühler eine erzwungene Luftströmung erwartet wird, verbessert sich dadurch die Wärmeübertragung.

Übrigens werden Lüfter, wie es scheint, überhaupt nicht zur Leistungssteigerung eingesetzt. Die thermische Wirkung von Nichrom hängt wenig von der Lufttemperatur ab. Der Wind nimmt die Wärme einfach auf und verteilt sie schneller im Raum. Die Erwärmung ist gleichmäßiger. Keramikfliesen können mit jeder Methode verlegt werden, auch mit hitzebeständigem Kleber (Temperaturen von mindestens 800 Grad). Beim Erhitzen leuchtet Nichrom und fungiert als Infrarotheizung. Wenn das oben Genannte nicht ausreicht, führen Sie einen Luftstrom ein.

Es ist besser, 230-V-Motoren zu verwenden. Geeignet sind Asynchronmotoren mit geringer Leistung, die in Dunstabzugshauben oder Haushaltsventilatoren verwendet werden. Verwenden Sie keine Kommutatormotoren: Sie sind laut und erzeugen Funken. Asynchrone Elektromotoren gibt es übrigens auch in einem Kühlschrank, einer Dunstabzugshaube oder einer Klimaanlage. Linearkompressoren sollten vermieden werden, da sich im Inneren keine rotierenden Teile befinden. Auf Basis eines Kassettenrecorders wird eine selbstgebaute Heizung für eine Wohnung zusammengebaut. Im Inneren befinden sich leise Motoren; beim Zurückspulen muss die Geschwindigkeit richtig eingestellt werden.

Wenn Sie eine selbstgebaute Heizung für Ihr Gartenhaus benötigen, bauen Sie einen Brenner auf Basis eines Injektors zusammen. Sie beschrieben ein ähnliches Design, diese sind in den USA beliebt. Verwenden Sie kein Benzin zur Wärmeerzeugung, die Dämpfe sind explosionsgefährlich. Wir raten davon ab, ionisierte Luft durch die Düse im Heizgerät zu blasen, es ist jedoch möglich, eine perforierte Fliese in das Feuer zu legen. Es dient als Keramikgitter, Batterie und Wärmestrahler. Es ist einfacher, eine selbstgebaute Heizung mit einem Spannzangen-Reisezylinder herzustellen. Es ist notwendig, den Aufsatz korrekt herzustellen, beispielsweise in Anlehnung an einen handelsüblichen Aufsatz zum Kochen.