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      PTC加熱器結構原理及功能說明
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      PTC加熱器結構原理及功能說明

      • 分類:推薦文章
      • 作者:金諾達
      • 來源:金諾達工程
      • 發布時間:2018-10-29 00:00
      • 訪問量:

      PTC加熱器結構原理及功能說明

        PTC加熱器又叫PTC發熱體,采用PTC陶瓷發熱元件與鋁管組成。該類型PTC加熱器有熱阻小、換熱效率高的優點,是一種自動恒溫、省電的電加熱器。突出特點在于安全性能上,任何應用情況下均不會產生如電熱管類加熱器的表面“發紅”現象,從而引起燙傷,火災等安全隱患。

        它由鍍鋅外壓板、不銹鋼波紋狀彈簧片、鍍鋅內壓板、單層鋁散熱件、ptc發熱片、雙層鋁散熱件、鍍鎳銅電極端子和pps高溫塑膠電極護套所組成。該產品由于采用u型波紋狀散熱片,提高了其散熱率,且綜合了膠粘和機械式的優點,并充分考慮到ptc發熱件在工作時的各種熱、電現象,其結合力強,導熱、散熱性能優良,效率高,安全可靠。該類型PTC加熱器有熱阻小、換熱效率高的優點,是一種自動恒溫、省電的電加熱器。它的一大突出特點在于安全性能上,即遇風機故障停轉時,PTC加熱器因得不到充分散熱,其功率會自動急劇下降,此時加熱器的表面溫度維持在居里溫度左右(一般在250℃上下),從而不致產生如電熱管類加熱器的表面“發紅”現象。

      ptc加熱器結構原理

        恒溫加熱PTC熱敏電阻具有恒溫發熱特性,其原理是PTC熱敏電阻加電后自熱升溫使阻值進入躍變區,恒溫加熱PTC熱敏電阻表面溫度將保持恒定值,該溫度只與PTC熱敏電阻的居里溫度和外加電壓有關,而與環境溫度基本無關。 PTC加熱器就是利用恒溫加熱PTC熱敏電阻恒溫發熱特性設計的加熱器件。在中小功率加熱場合, PTC加熱器具有恒溫發熱、無明火、熱轉換率高、受電源電壓影響極小、自然壽命長等傳統發熱元件無法比擬的優勢, 在電熱器具中的應用越來越受到研發工程師的青睞。 恒溫加熱PTC熱敏電阻可制作成多種外形結構和不同規格,常見的有圓片形、長方形、長條形 、圓環以及蜂窩多孔狀等。把上述PTC發熱元件和金屬構件進行組合可以形成各種形式的大功率PTC加熱器。

      PTC加熱器按傳導方式分

      (1)以熱傳導為主的PTC陶瓷加熱器。其特點是通過PTC發熱元件表面安裝的電極板(導電兼  傳熱)絕緣層(隔電兼傳熱)導熱蓄熱板(有的還附加有導熱膠)等多層傳熱結構,把PTC元件發出的熱量傳到被加熱的物體上。

      (2)以所形成的熱風進行對流式傳熱的各種PTC陶瓷熱風器。其特點是輸出功率大,并能自動調節吹出風溫和輸出熱量。

      (3)紅外線輻射加熱器。其特點實際利用PTC元件或導熱板表面迅速發出的熱量直接或間接地激發接觸其表面的遠紅外涂料或遠紅外材料使之輻射出紅外線,便構成了PTC陶瓷紅外輻射加熱器。

      PTC加熱器按結構特點分

      (1)普通實用型PTC陶瓷加熱器。這類器具主要有: 電熱蚊藥驅蚊器、暖手器、干燥器、電熱板、電燙斗、電烙鐵、電熱粘合器、卷發燙發器等。其特點是功率不大,但熱效率高很實用。

      (2)自動恒溫型PTC加熱器。這類器具主要有:小型晶體器件恒溫槽、恒溫培養箱、電子保溫瓶、 保溫箱、保溫杯、保溫盤、保溫柜、保溫桌等。其特點是自動保溫、結構簡單、 恒溫特性好、熱效率高、使用環境溫度范圍寬。

      (3)熱風PTC加熱器。這類熱風PTC加熱器主要有:小型溫風取暖器、電吹風、暖房機、烘干機、干衣柜、干衣機、工業烘干設備等。 其特點是輸出熱風功率大、速熱、安全、能自動調節風溫和功耗。

      PTC在空調作用

      空調PTC波紋發熱器是一種自控制溫度加熱器。

        1.恒溫加熱PTC熱敏電阻具有恒溫發熱特性,其原理是PTC熱敏電阻加電后自熱升溫使阻值進入躍變區,恒溫加熱PTC熱敏電阻表面溫度將保持恒定值,該溫度只與PTC熱敏電阻的居里溫度和外加電壓有關,而與環境溫度基本無關。

        2.PTC加熱元件就是利用恒溫加熱PTC熱敏電阻恒溫發熱特性設計的加熱元件件。在中小功率加熱場合, PTC加熱元件具有恒溫發熱、無明火、熱轉換率高、受電源電壓影響極小、自然壽命長等傳統發熱元件無法比擬的優勢, 在電熱器具中的應用越來越受到研發工程師的青睞。

        3.恒溫加熱PTC熱敏電阻可制作成多種外形結構和不同規格,常見的有圓片形、長方形、長條形 、圓環以及蜂窩多孔狀等。把上述PTC發熱元件和金屬構件進行組合可以形成各種形式的大功率PTC加熱元件。

      PTC加熱器的應用場合及注意事項

      1. 固體恒溫加熱。

      1.1 固體加熱器結構。

      PTC加熱器原理及功能

        在有導熱系數較大的材料(如:鋁、銅、石墨塊等)傳導熱量的情況下,被加熱的固體與PTC加熱器的距離S應在30mm內;在導熱系數稍大的材料(如:鋼鐵、不銹鋼、鈦、導熱陶瓷等)傳導熱量的情況下,被加熱的固體與PTC加熱器的距離應在10mm內;在導熱系數較差的材料(如:塑料、無氣孔橡膠、絕緣紙、云母片等)傳導熱量的情況下,被加熱的固體與PTC加熱器的距離應在3mm內;不可使用絕熱材料(如纖維紙、橡塑、發泡板等)來傳導熱量。用導熱系數較好的材料,被加熱的固體與PTC加熱器的距離較小,則被加熱固體將會獲得比較穩定的溫度。

        散熱結構的面積與PTC陶瓷體的傳熱面積比,最好不要超過3倍。散熱結構的面積所占比例過大,會使被加熱固體獲得的溫度不穩定。

      1.2 表面溫度。

        在25℃±5℃的環境溫度下,PTC陶瓷加熱片的溫度公差見表1。但是如果PTC陶瓷加熱片安裝在散熱結構中,溫度精度變差,公差要增加。在加熱器內部傳熱較差、以及散熱結構的面積與PTC陶瓷體的傳熱面積比較大的情況下,溫度精度都會下降。

      表1。

      PTC加熱器原理及功能

      PTC加熱器原理及功能

        圖2是PTC發熱/散熱平衡關系圖。PTC加熱器的電阻值,隨自身溫度的上升而急劇增加。所以當自身溫度上升時,發熱功率也會急劇下降;當發熱功率與散熱功率達到平衡時,溫度不再上升,功率也不再變化。但是,當散熱條件(如環境溫度、吹風、浸水等)發生改變時,PTC的功率和溫度重新調整,達到新的平衡。

      影響PTC表面溫度的因素,見表2。

      表2。

      PTC加熱器原理及功能

        影響PTC加熱器的表面溫度因素很多,所以表面恒溫溫度的精度不可能很高。在需要控溫精度很高的場合,可以采用PTC加熱器,外加溫度控制器的方法。當外加溫度控制器出現故障時,PTC加熱器的加熱表面溫度不會超過設定的恒溫溫度,具有超溫保護功能。

      1.3 升溫速度。

      PTC加熱器的升溫速度的影響因素見表3。

      表3。

      PTC加熱器原理及功能

      1.4 應用場合。

        電熱驅蚊器、按摩器、保暖器、電烙鐵、電熨斗、加濕機、卷發器、直發器、過膠機、電熱加香器、熱熔膠槍、電熨斗、熔蠟器、電子元件保溫、電路板驅潮等。

        用PTC加熱器作為固體恒溫加熱,適應的加熱溫度為0~300℃,在常溫下的加熱溫度為50~300℃。適應的環境溫度為-40~250℃。表面溫度太高或太低的PTC比較難制造,甚至沒有PTC特性。

        工作電壓3.7V~420V,交直流均可。工作電壓較低時,PTC的常溫電阻很小,電阻-溫度變化率也比較小,恒溫溫度精度要差些;另外在低電壓下,加熱功率較小,升溫速度較慢,甚至不能上升到較高的溫度。

        從安全性、可靠性考慮,PTC加熱器普遍要比傳統的電熱絲安全性高,耐絕緣電壓高,漏電流比較小而且比較穩定。有的應用場合使用傳統電熱絲不能通過安全認證,而用PTC加熱器可以通過安全認證,所以PTC可以用在安全性要求比較高的場合。但是并不是所有廠家的PTC,所有的PTC,安全性都會達到要求,所以要選擇質量優良的PTC生產廠供貨。PTC用于固體加熱,主要的安全、可靠性問題:一是,PTC陶瓷體擊穿燒毀,導致短路,燒毀絕緣層;二是,絕緣層擊穿漏電,使外殼帶電。

        從成本上考慮,小面積的恒溫加熱,用PTC加熱器可以省掉溫度控制和超溫保護部分,PTC的體積可以做到很小,安裝也相對簡單。大加熱面積的恒溫加熱,使用PTC加熱器加熱溫度更均勻性。PTC恒溫加熱器壽命比傳統電熱絲加熱器壽命長幾倍,使用PTC也節省壽命成本、維修成本。

      2. 液體(包括水、柴油、液壓油等)加熱。

      2.1液體加熱器結構。

      PTC加熱器原理及功能

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