Elektrische Heizdrähte funktionieren durch Joule-Heizung, wobei elektrischer Strom durch Widerstand in Wärme umgewandelt wird. Die Wärme wird dann entweder durch Leitung, Konvektion oder Strahlung an das zu erhitzende Objekt geleitet. Unsere Heizdrähte halten Temperaturen bis zu 1200 °C stand und bestehen aus einer resistiven Nickel-Chrom-Legierung: NiCr8020. Elektrische Heizdrähte bieten eine Reihe von Vorteilen in einer Reihe von Heizanwendungen.
Vorteile von elektrischen Heizdrähten
Elektrische Heizdrähte ermöglichen hochpräzise, effiziente und schnelle Heizprozesse, die genau und konsistent gesteuert werden können. NiCr wird bei hohen Temperaturen verwendet und erzeugt eine äußere Schicht aus Chromoxid, die thermodynamische Stabilität in der Luft bietet und den Draht oxidationsunempfindlich macht. Darüber hinaus bieten resistive elektrische Heizdrähte Flexibilität im Design.
All diese vorteilhaften Eigenschaften machen resistive Heizdrähte für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen geeignet. In diesem Artikel werden wir uns mit ihrer Verwendung in folgenden Bereichen befassen:
- Patronenheizer
- Abtauheizer
- Mantelheizer
- Bandheizer
- Industrieöfen
Heizpatronen
Eine Heizpatrone ist zylindrisch und speziell geformt, um in ein Loch zu passen und eine sehr präzise und lokalisierte Erwärmung bei hohen Temperaturen zu ermöglichen. Sie werden für ihre Langlebigkeit und ihren geringen Wartungsaufwand geschätzt.
Funktion und Design
Eine Heizpatrone besteht aus einer Widerstandsheizspule (elektrischer Heizdraht) kombiniert mit einer Keramik- oder Metallummantelung und Mineralisolierung. Heizpatronen werden in gebohrte Löcher eingesetzt, um einen festen Sitz für eine direkte und effiziente Wärmeübertragung zu gewährleisten – häufig für die Erwärmung von Metallteilen von innen. Sie werden sowohl kommerziell als auch industriell eingesetzt und können je nach den Anforderungen der jeweiligen Anwendung auf eine bestimmte Wattdichte angepasst werden.
Wie werden elektrische Heizdrähte in Heizpatronen verwendet?
Der elektrische Heizdraht ist die zentrale Wärmequelle in den Heizpatronen. Der Draht wird in einer Länge und Dicke um einen Keramikkern gewickelt, die erforderlich ist, um den erforderlichen Widerstandswert der Heizung zu erreichen.
Ein Überblick über industrielle Anwendungen von Heizpatronen
Bei all diesen Anwendungen sind Heizpatronen aufgrund ihrer Zuverlässigkeit und schnellen Reaktionszeit eine beliebte Wahl.
| Anwendung | Funktion |
|---|---|
| Erhitzen von Gasen und Flüssigkeiten | Als Tauchsieder für chemische Lösungen und Wasser. Vermeidung von Kondensation in Bedienfeldern durch Regulierung der Lufttemperatur. |
| Formenbau | Sicherstellung exakter Formtemperaturen beim Gummi- und Kunststoff-(Spritz-)Guss. |
| Verpackungsindustrie | Zur Einhaltung exakter Siegeltemperaturvorgaben (z. B. für Blisterverpackungen). Sie werden auch zum Erhitzen der Klingen verwendet, um saubere Schnitte zu gewährleisten. |
| Medizin- und Laborgeräte | Z. B. für Analysegeräte wie Gaschromatographen. Auch für die stabilen Temperaturen, die in den Geräten zur Sterilisation, Inkubation und für chemische Reaktionen erforderlich sind. |
| Lebensmittelverarbeitung | Öfen, Fritteusen und Grills. Aufgrund ihrer Hygiene sind sie eine bevorzugte Wahl in der Lebensmittelindustrie. |
| Halbleiterindustrie | Kartuschenheizgeräte bieten die präzise und kontrollierte Erwärmung, die in verschiedenen Halbleiteranwendungen erforderlich ist, z. B. Abscheidung und Ätzen, Messtechnik und Lithografie. |
| Luft- und Raumfahrt | In Flugzeugtriebwerken werden sie in Kraftstoffdüsen und Brennkammern verwendet. Darüber hinaus sind sie für die Aufrechterhaltung der Kabinentemperatur unerlässlich. |
Abtauheizungen
Eine Abtauheizung soll die Bildung von Frost und Eis auf Spulen und anderen wichtigen Komponenten in Kühlsystemen (Kühlschränken, Gefrierschränken, Klimaanlagen) sowie in Wärmepumpen verhindern. Die Heizung funktioniert in bestimmten Intervallen, um angesammelten Frost zu schmelzen.
Wie werden elektrische Heizdrähte in Abtauheizungen verwendet?
Elektrische Abtauheizungen bestehen aus elektrischen Heizdrähten, die in die Verdampferspulen eingesetzt oder entlang dieser installiert werden. Sie werden strategisch in Bereichen platziert, in denen sich Frost und Eis ansammeln. Beispielsweise wird während des Abtauzyklus der Kühlmittelfluss zum Verdampfer unterbrochen und die Abtauheizungen werden aktiviert, wodurch das während des Kühlzyklus angesammelte Eis schmilzt.
Es gibt zwei Arten von Abtauheizungen:
Eine elektrische Widerstandsheizung erzeugt Wärme durch das NiCr-Widerstandsdrahtelement. Die Wärme wird auf die Verdampferspulen übertragen.
Ein Abtauheizer mit Glasrohr und -spule ist so konstruiert, dass der NiCR-Widerstandsdraht Wärme an ein leitfähiges Glasrohr überträgt, das dann die Verdampferspulen erwärmt.
Anwendung und Vorteile von Abtauheizern
| Anwendung | Vorteil |
|---|---|
| Kühl- und Gefrierschränke für den privaten, gewerblichen und industriellen Gebrauch | Abtauheizungen schmelzen Eis und Reif an den Spulen und Verdampferwannen. Dies ist nicht nur wichtig für die Energieeffizienz, sondern auch entscheidend für die Temperaturkonstanz, die für die Lagerung von Lebensmitteln erforderlich ist. |
| Klimaanlagen | Eisbildung verringert die Effizienz und daher ist eine Abtauheizung wichtig, um den Energieverbrauch zu senken. |
| Wärmepumpen | Bei kaltem Wetter kann Frost an den Außenspulen die Leistung einer Wärmepumpe verringern. Abtauheizungen sorgen dafür, dass die Pumpe bei jeder Temperatur effektiv arbeitet. |
| Luftfahrt | Abtauheizungen können verwendet werden, um Flugzeug-Windschutzscheiben eisfrei zu halten und so eine klare Sicht zu gewährleisten. Eine weitere Verwendung besteht darin, Staurohre und Staurohre frostfrei zu halten. Dabei handelt es sich um Luftdruck-, Höhen- und Geschwindigkeitssensoren, die sich an den Flügeln und/oder der Nase eines Flugzeugs befinden. Sie liefern dem Piloten wichtige Daten. |
Mantelheizkörper
Elektrische Heizdrähte sind ein Bestandteil von Mantelheizkörpern (auch Rohrheizkörper genannt). Mantelheizkörper sind bekannt für ihre wirtschaftliche und zuverlässige Leistung und liefern Hochtemperaturwärme mit sehr schneller Reaktionszeit. Sie liefern Wärme durch Leitung, Konvektion und Strahlung. Die Metallummantelung kann gebogen, geschweißt, gelötet oder in einen Metallblock gegossen werden. Diese Faktoren machen sie zu einer äußerst vielseitigen Heizlösung. Das Mantelmaterial ist normalerweise rostfreier Stahl wie Inconel, der eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aufweist.
Wie werden elektrische Heizdrähte in Mantelheizkörpern verwendet?
Ein wärmeerzeugender Kern (unser NiCr80/20-Widerstandsdraht) wird in eine Metallummantelung (rostfreier Stahl) gelegt und dicht mit anorganischem Isolierpulver verpackt. Dadurch wird sichergestellt, dass der elektrische Heizdraht vollständig isoliert ist – wichtig sowohl für eine längere Lebensdauer als auch für eine effizientere Wärmeübertragung. Im Gegensatz zu Patronenheizkörpern, die in Löcher im Inneren eines Geräts eingesetzt werden, werden Mantelheizkörper an Tanks und Gefäßen befestigt oder können direkt in Flüssigkeiten eingetaucht werden.
Anwendungen und Vorteile
Mantelheizungen werden typischerweise für Anwendungen gewählt, bei denen eine hervorragende Wärmeübertragung erforderlich ist. Das kann Luft, Flüssigkeiten oder Metalle sein. Zu den Anwendungen gehören:
| Anwendung | Vorteile |
|---|---|
| Erhitzen von industriellen Prozessflüssigkeiten wie Wasser, Chemikalien und Öl in der Chemie- und Ölindustrie, z. B. Tankheizung. | Durch die Vielfalt der verfügbaren Mantelmaterialien ist ein Mantelheizer an eine breite Palette von Substanzen anpassbar. Sie bieten den großen Vorteil, dass sie für eine bestimmte Anwendung geformt werden können. Die Integration von Temperaturreglern ermöglicht präzise Messungen. |
| In Lebensmittelverarbeitungsanlagen. | Mantelheizer finden sich in Wärmetauschern, Reaktoren und Destillationskolonnen. Sie sind sicher zu Einsatz in explosiven Atmosphären. |
| Gewerbliche und industrielle HLK-Systeme | Mantelheizungen können die Luft in einem Gebäude erwärmen. |
| Industrielles Trocknen, Aushärten und Glühen | Sie funktionieren gut bei hohen Temperaturen und verteilen die Wärme gleichmäßig und effizient. |
| Heizung für medizinische und analytische Geräte. | Mit integrierten Temperatursensoren bieten Mantelheizungen eine fortschrittliche Heizungssteuerung, ausgezeichnete Temperaturhaltung und präzise Wärmeübertragung. |
| Kläranlagen | Mantelheizungen helfen, die Temperatur aufrechtzuerhalten, damit der Behandlungsprozess effizient ablaufen kann. Da sie einen schnellen Heizprozess gewährleisten, bieten sie auch Energieeinsparungen. |
Bandheizungen
Unsere elektrischen Heizdrähte können auch in Bandheizungen verwendet werden. Dabei handelt es sich um ringförmige Geräte, die für die externe Erwärmung zylindrischer Oberflächen, an die sie geklemmt wurden, konzipiert sind. Die Erwärmung erfolgt hauptsächlich durch Wärmeleitung und auch durch Strahlung.
Es gibt eine große Auswahl an Bandheizungen, die sich hauptsächlich durch die Art der Isolierung auszeichnen, in die der NiCr80/20-Widerstandsheizdraht eingebaut ist.
Vorteile von Bandheizungen
Technologische Fortschritte haben komplexe Produkte mit steigender Nachfrage nach präziser Wärmesteuerung von Komponenten hervorgebracht. Zu den Vorteilen von Bandheizungen gehören:
- Heizleistung
- Flexibilität (Abmessungen, Isolierung)
- Haltbarkeit
- hervorragende Wärmeleitfähigkeit
- gleichmäßige Wärmeverteilung
- schnelle Erwärmung
- Zuverlässigkeit auch bei hohen Temperaturen
Häufige Verwendungen für Bandheizungen
| Anwendung | Funktion |
|---|---|
| Kunststoffherstellung | Beim Formgebungsstadium werden Bandheizungen verwendet, um den Kunststoff zu formen. Bandheizungen gewährleisten die exakten Temperaturen, die zum Erweichen der Materialien erforderlich sind, um eine genaue Formgebung zu ermöglichen. |
| Metallguss | Wird zum Erhitzen von Formen und Halten der Gusswerkzeuge auf der erforderlichen Temperatur zum Gießen der geschmolzenen Metalle verwendet. |
| Chemische Verarbeitung | Trommelbandheizungen halten die richtigen Temperaturen der Chemikalien aufrecht. Sie sind unerlässlich, um bei der Wärmeübertragung, Viskositätsreduzierung usw. zu helfen. und halten Flüssigkeiten in ihrem flüssigen Zustand. |
| Verpackung | Bandheizungen haben oft die Funktion, Verpackungen zu schrumpfen und zu versiegeln, was dazu beiträgt, sicherzustellen, dass die Artikel für den Versand sicher sind. Die schnelle Heizleistung bedeutet, dass die Paketanlage mehrere Pakete verarbeiten kann. |
| Industrielle Heizung | Bandheizungen sind einfach zu installieren und flexibel in der Formzusammensetzung. Bandheizungen verhindern das Einfrieren in Lagertanks, Reaktoren, Rohren und Verarbeitungswerkzeugen. |
| Lebensmittelproduktion | Bandheizungen in Lebensmittelproduktionsanlagen sind sowohl zum Erhitzen einer Mischung als auch zum Aufrechterhalten der erforderlichen Temperaturen unerlässlich. Dieser Prozess ist wichtig, um die richtige Konsistenz und den richtigen Geschmack von Lebensmitteln zu erreichen und eine gleichmäßige Erhitzung während des gesamten Prozesses zu gewährleisten. |
| Pharmazeutika | Ähnlich wie im Lebensmittelbereich besteht die Hauptaufgabe von Bandheizgeräten in der Pharmazie darin, eine präzise Temperaturregelung zu gewährleisten. Dies ist wichtig, um Verunreinigungen zu verhindern und für die richtige Konsistenz der Mischungen während der Verarbeitung. |
Industrieöfen
Nickel-Chrom-Heizdrähte haben sich seit Anfang des 20. Jahrhunderts als Heizelemente in Industrieöfen bewährt. Sie bieten im heißen Zustand hervorragende mechanische Eigenschaften und können bei einer Dauerbetriebstemperatur von bis zu 1200 °C eingesetzt werden.
Was ist ein industrieller Widerstandsofen?
Industrielle Widerstandsöfen sind eine Art Ofen, der häufig zur Wärmebehandlung von Metallen und Keramik verwendet wird. Die Wärme wird mithilfe von Widerstandsheizdrähten wie unserem NiCr80/20-Widerstandsdraht erzeugt.
Wie werden Widerstandsdrähte in Öfen verwendet?
Das Ofendesign umfasst Widerstandsdrähte in der Heizkammer, die mit Temperatursensoren und Steuersystemen verbunden sind. Wenn ein elektrischer Strom durch ihn fließt, wird der Draht aktiviert und erzeugt hohe Temperaturen. Isoliermaterialien sorgen dafür, dass diese Wärme im Ofenraum bleibt, wo Temperatursensoren die Wärme überwachen und das Temperatursignal an das Steuersystem übertragen. Das Steuersystem passt wiederum Strom und Spannung des Widerstandsdrahtes an die Temperaturparameter des Ofens an.
Kamet und unsere elektrischen Heizdrähte Silver Kohki
Kamet hat sich mit Silver Kohki zusammengetan, um eine breite Palette an NiCr80/20-Heizdrähten anzubieten, deren Design und Qualität den Präzisions- und Kontrollanforderungen aller in diesem Artikel genannten Anwendungen entsprechen. Der Draht zeichnet sich durch sehr stabile Ohmwerte und außergewöhnliche Leistung in Hochtemperaturumgebungen aus. Unsere elektrischen Heizdrähte
Das Serviceteam von Kamet steht Ihnen für alle Fragen zur Verwendung unserer elektrischen Heizdrähte in Ihren speziellen Anwendungen zur Verfügung.