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  • PTC加熱器原理及功能
    PTC加熱器原理及功能
  • PTC加熱器原理及功能
  •   發(fā)布日期: 2018-09-17  瀏覽次數(shù): 11,479

    PTC加熱器

    PTC加熱器又叫PTC發(fā)熱體,采用PTC陶瓷發(fā)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(yōu)點(diǎn),是一種自動(dòng)恒溫、省電的電加熱器。突出特點(diǎn)在于安全性能上,任何應(yīng)用情況下均不會(huì)產(chǎn)生如電熱管類加熱器的表面“發(fā)紅”現(xiàn)象,從而引起燙傷,火災(zāi)等安全隱患。

    它由鍍鋅外壓板、不銹鋼波紋狀彈簧片、鍍鋅內(nèi)壓板、單層鋁散熱件、ptc發(fā)熱片、雙層鋁散熱件、鍍鎳銅電極端子和pps高溫塑膠電極護(hù)套所組成。該產(chǎn)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(jī)械式的優(yōu)點(diǎn),并充分考慮到ptc發(fā)熱件在工作時(shí)的各種熱、電現(xiàn)象,其結(jié)合力強(qiáng),導(dǎo)熱、散熱性能優(yōu)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(yōu)點(diǎn),是一種自動(dòng)恒溫、省電的電加熱器。它的一大突出特點(diǎn)在于安全性能上,即遇風(fēng)機(jī)故障停轉(zhuǎn)時(shí),PTC加熱器因得不到充分散熱,其功率會(huì)自動(dòng)急劇下降,此時(shí)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(chǎn)生如電熱管類加熱器的表面“發(fā)紅”現(xiàn)象。

    ptc加熱器原理

    恒溫加熱PTC熱敏電阻具有恒溫發(fā)熱特性,其原理是PTC熱敏電阻加電后自熱升溫使阻值進(jìn)入躍變區(qū),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(guān),而與環(huán)境溫度基本無關(guān)。 PTC加熱器就是利用恒溫加熱PTC熱敏電阻恒溫發(fā)熱特性設(shè)計(jì)的加熱器件。在中小功率加熱場合, PTC加熱器具有恒溫發(fā)熱、無明火、熱轉(zhuǎn)換率高、受電源電壓影響極小、自然壽命長等傳統(tǒng)發(fā)熱元件無法比擬的優(yōu)勢, 在電熱器具中的應(yīng)用越來越受到研發(fā)工程師的青睞。 恒溫加熱PTC熱敏電阻可制作成多種外形結(jié)構(gòu)和不同規(guī)格,常見的有圓片形、長方形、長條形 、圓環(huán)以及蜂窩多孔狀等。把上述PTC發(fā)熱元件和金屬構(gòu)件進(jìn)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(dǎo)方式分

    (1)以熱傳導(dǎo)為主的PTC陶瓷加熱器。其特點(diǎn)是通過PTC發(fā)熱元件表面安裝的電極板(導(dǎo)電兼?zhèn)鳠幔┙^緣層(隔電兼?zhèn)鳠幔?dǎo)熱蓄熱板(有的還附加有導(dǎo)熱膠)等多層傳熱結(jié)構(gòu),把PTC元件發(fā)出的熱量傳到被加熱的物體上。

    (2)以所形成的熱風(fēng)進(jìn)行對流式傳熱的各種PTC陶瓷熱風(fēng)器。其特點(diǎn)是輸出功率大,并能自動(dòng)調(diào)節(jié)吹出風(fēng)溫和輸出熱量。

    (3)紅外線輻射加熱器。其特點(diǎn)實(shí)際利用PTC元件或?qū)岚灞砻嫜杆侔l(fā)出的熱量直接或間接地激發(fā)接觸其表面的遠(yuǎn)紅外涂料或遠(yuǎn)紅外材料使之輻射出紅外線,便構(gòu)成了PTC陶瓷紅外輻射加熱器。

    PTC加熱器按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分

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

    (2)自動(dòng)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(yǎng)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(diǎn)是自動(dòng)保溫、結(jié)構(gòu)簡單、 恒溫特性好、熱效率高、使用環(huán)境溫度范圍寬。

    (3)熱風(fēng)PTC加熱器。這類熱風(fēng)PTC加熱器主要有:小型溫風(fēng)取暖器、電吹風(fēng)、暖房機(jī)、烘干機(jī)、干衣柜、干衣機(jī)、工業(yè)烘干設(shè)備等。 其特點(diǎn)是輸出熱風(fēng)功率大、速熱、安全、能自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)溫和功耗。

    PTC在空調(diào)作用

    空調(diào)PTC波紋發(fā)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(fā)熱特性,其原理是PTC熱敏電阻加電后自熱升溫使阻值進(jìn)入躍變區(qū),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(guān),而與環(huán)境溫度基本無關(guān)。

    2.PTC加熱元件就是利用恒溫加熱PTC熱敏電阻恒溫發(fā)熱特性設(shè)計(jì)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(fā)熱、無明火、熱轉(zhuǎn)換率高、受電源電壓影響極小、自然壽命長等傳統(tǒng)發(fā)熱元件無法比擬的優(yōu)勢, 在電熱器具中的應(yīng)用越來越受到研發(fā)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(jié)構(gòu)和不同規(guī)格,常見的有圓片形、長方形、長條形 、圓環(huán)以及蜂窩多孔狀等。把上述PTC發(fā)熱元件和金屬構(gòu)件進(jìn)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(yīng)用場合及注意事項(xiàng)

    1. 固體恒溫加熱。

    1.1 固體加熱器結(jié)構(gòu)。

    PTC加熱器原理及功能

    在有導(dǎo)熱系數(shù)較大的材料(如:鋁、銅、石墨塊等)傳導(dǎo)熱量的情況下,被加熱的固體與PTC加熱器的距離S應(yīng)在30mm內(nèi);在導(dǎo)熱系數(shù)稍大的材料(如:鋼鐵、不銹鋼、鈦、導(dǎo)熱陶瓷等)傳導(dǎo)熱量的情況下,被加熱的固體與PTC加熱器的距離應(yīng)在10mm內(nèi);在導(dǎo)熱系數(shù)較差的材料(如:塑料、無氣孔橡膠、絕緣紙、云母片等)傳導(dǎo)熱量的情況下,被加熱的固體與PTC加熱器的距離應(yīng)在3mm內(nèi);不可使用絕熱材料(如纖維紙、橡塑、發(fā)泡板等)來傳導(dǎo)熱量。用導(dǎo)熱系數(shù)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(huì)獲得比較穩(wěn)定的溫度。

    散熱結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的面積所占比例過大,會(huì)使被加熱固體獲得的溫度不穩(wěn)定。

    1.2 表面溫度。

    在25℃±5℃的環(huán)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(jié)構(gòu)中,溫度精度變差,公差要增加。在加熱器內(nèi)部傳熱較差、以及散熱結(jié)構(gòu)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(huì)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(fā)熱/散熱平衡關(guān)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(dāng)自身溫度上升時(shí),發(fā)熱功率也會(huì)急劇下降;當(dāng)發(fā)熱功率與散熱功率達(dá)到平衡時(shí),溫度不再上升,功率也不再變化。但是,當(dāng)散熱條件(如環(huán)境溫度、吹風(fēng)、浸水等)發(fā)生改變時(shí),PTC的功率和溫度重新調(diào)整,達(dá)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(dāng)外加溫度控制器出現(xiàn)故障時(shí),PTC加熱器的加熱表面溫度不會(huì)超過設(shè)定的恒溫溫度,具有超溫保護(hù)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(yīng)用場合。

    電熱驅(qū)蚊器、按摩器、保暖器、電烙鐵、電熨斗、加濕機(jī)、卷發(fā)器、直發(fā)器、過膠機(jī)、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(qū)潮等。

    用PTC加熱器作為固體恒溫加熱,適應(yīng)的加熱溫度為0~300℃,在常溫下的加熱溫度為50~300℃。適應(yīng)的環(huán)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(shí),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(tǒng)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(wěn)定。有的應(yīng)用場合使用傳統(tǒng)電熱絲不能通過安全認(rèn)證,而用PTC加熱器可以通過安全認(rèn)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(huì)達(dá)到要求,所以要選擇質(zhì)量優(yōu)良的PTC生產(chǎn)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(dǎo)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(hù)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(tǒng)電熱絲加熱器壽命長幾倍,使用PTC也節(jié)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(jié)構(gòu)。

    PTC加熱器原理及功能

    PTC加熱器原理及功能

    圖3是浸入式液體加熱器的結(jié)構(gòu)圖。

    圖5是加熱器在容器中的擺放位置。垂直加熱管安裝相對簡單,但是液體上、下層的溫度不夠均勻。平臥加熱管的加熱溫度比較均勻,但是安裝時(shí),需要在容器上打孔,而且安裝孔上需要密封處理。彎形加熱管的加熱溫度比較均勻,不需要打孔,但是成本較高。容器底部加熱器安裝在底部時(shí),加熱溫度比較均勻。

    與被加熱液體接觸的金屬外殼的材料可以選擇:鋁硅合金、鋁鋅合金、鋁鎂合金、紫銅、黃銅、鐵(鍍鋅等)、304不銹鋼、316不銹鋼、鈦、銅鎳合金等,根據(jù)用途、液體的性質(zhì)、液體對金屬的腐蝕性等因素來確定選用金屬外殼材料。用于油的加熱,可用成本較低的鋁合金外殼;用于洗滌用水的加熱,也可以用鋁合金、紫銅、黃銅外殼;食用水的加熱可用304不銹鋼、316不銹鋼。水質(zhì)比較差時(shí),或是海水,或是用于電鍍水溶液的加熱,可用鈦外殼;腐蝕性較強(qiáng)的液體,可用銅鎳合金。此外,在金屬外殼表面附著一層氟塑料層,在耐受溫度下,可以抵抗絕大多數(shù)液體的腐蝕,但是加熱功率會(huì)顯著下降。

    容器底部(或側(cè)面)液體加熱器,加熱器不直接接觸液體,液體不會(huì)腐蝕加熱器的外殼。但是這種加熱器的體積較大,功率較低,成本較高。

    2.2 加熱功率。

    PTC加熱管的加熱功率-加熱時(shí)間的關(guān)系,與傳統(tǒng)的電熱絲加熱管相差較大。在加熱初期PTC加熱管的功率從小到大,到達(dá)最大值(最大沖擊功率)后,逐漸下降,最后穩(wěn)定(煮水穩(wěn)定功率)。而干燒的穩(wěn)定功率要比煮水穩(wěn)定功率要小很多(干燒功率約為煮水的8%)。

    穩(wěn)定功率與液體溫度有關(guān),液體溫度越高,則穩(wěn)定功率越小??筛鶕?jù)實(shí)際使用的條件,規(guī)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的液體溫度,當(dāng)加熱管加熱后,液體溫度從低到高,液體溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)溫度時(shí),記錄的功率即是標(biāo)準(zhǔn)液體溫度下的穩(wěn)定功率。

    穩(wěn)定功率與液體的種類有關(guān)。液體為水時(shí)功率比較大,因?yàn)樗谋葻崛葺^大,流動(dòng)性較好,容易形成對流;加熱其他液體時(shí)穩(wěn)定功率一般都比水小。

    PTC加熱管干燒表面溫度越高,穩(wěn)定功率則越大。但是提高表面溫度則會(huì)引起功率衰減增加,PTC加熱片擊穿機(jī)會(huì)增加,粘膠、電線、絕緣層等性能下降,可靠性下降。

    當(dāng)PTC加熱管干燒表面溫度與液體溫度一樣時(shí),加熱功率基本為0,就是不再加熱。所以PTC加熱管干燒表面溫度總是會(huì)高于液體溫度20℃以上,否則無法加熱。PTC加熱管干燒表面溫度與液體溫度的差越小,加熱管的功率密度就越小,體積就需要越大,成本就要越高。

    最大沖擊功率大的加熱管,穩(wěn)定功率不一定大。最大沖擊功率過大,則會(huì)影響整個(gè)供電電路、開關(guān)的正常工作;但是如果最大沖擊功率過小,則會(huì)引起穩(wěn)定功率達(dá)不到要求。

    2.3 功率衰減。

    由于各PTC制造廠的質(zhì)量有差異,讓使用者覺得PTC功率衰減太大。東莞天成的PTC液體加熱管,連續(xù)一年不間斷工作的功率衰減一般在10%左右,完全在用戶能夠接受的范圍。而一些PTC制造廠的PTC,一個(gè)月的功率在30%左右,一年連續(xù)不間斷工作的功率衰減在40~50%,實(shí)際上已經(jīng)無法使用。所以在購買PTC加熱管時(shí),一定要做測試功率衰減試驗(yàn)。

    功率衰減與PTC陶瓷加熱片的表面溫度成正相關(guān),表面溫度越高,功率衰減越大。也就是說,降低PTC加熱片的表面溫度,可以減少功率衰減,但是加熱管的體積會(huì)增加,成本也會(huì)增加。

    功率衰減主要有兩種原因,一是PTC陶瓷加熱片常溫電阻的增加/沖擊電流的下降;二是傳熱結(jié)構(gòu)的松動(dòng),使傳熱變差。

    2.4 應(yīng)用場合。

    貯水式熱水器,即熱式熱水器,電開水壺,熱飲水機(jī),洗菜、洗碗、洗臉、洗澡、泡腳、足浴的熱水,太陽能、熱泵熱水器的輔助加熱,光伏太陽能熱水器的電加熱,吸油煙機(jī)、清洗劑的熱水清洗,熱水床,電鍍槽、柴油汽車油箱、濾清器加熱,液壓油、潤滑油、食用油加熱,桑拿、美容、消毒、加濕的產(chǎn)生蒸汽,藥水熏蒸,水族、魚缸池的保溫,水管、水龍頭、管道、油管的防凍,三元催化、尿素溶液的加熱,水熱地暖,油汀型、水熱散熱片的采暖等。

    穩(wěn)定加熱功率可以從10W到10KW。但是對于功率較大的加熱管,使用的PTC陶瓷加熱片數(shù)量比較多,會(huì)造成PTC陶瓷加熱片擊穿的機(jī)會(huì)增加;此外絕緣面積也比較大,絕緣的失效機(jī)會(huì)也會(huì)增加。所以最好能夠分成幾根加熱管,每根加熱管的功率都小些,這樣可以減少失效和廢品。工作電壓范圍12V~420V,交直流均可。工作電壓較低而且加熱功率較大時(shí),沖擊電流和穩(wěn)定電流都會(huì)很大,電源難于承受,所以當(dāng)需要大功率時(shí),最好不用低電壓。

    電熱絲電熱管的優(yōu)點(diǎn)是成本較低。存在的問題:一是,使用一段時(shí)間后,絕緣耐壓、漏電流、絕緣電阻超標(biāo);二是,不能干燒,如果溫度保護(hù)裝置出現(xiàn)故障,則電熱管會(huì)因干燒而燒毀,甚至燒壞周邊材料,出現(xiàn)火災(zāi);三是,電熱絲長期工作后,可能氧化燒毀,影響壽命,甚至造成漏電;四是,當(dāng)水質(zhì)不良,含陽離子(鈣、鎂等)濃度比較大,電熱管表面容易出現(xiàn)水垢,表面?zhèn)鳠嶙儾?,?dǎo)致內(nèi)部電熱絲燒毀。

    PTC液體發(fā)熱管可以克服電熱絲電熱管的缺點(diǎn),絕緣耐壓、漏電流、絕緣電阻優(yōu)良而穩(wěn)定,耐干燒,使用壽命長,有水垢也不會(huì)燒壞。但是如果PTC制造質(zhì)量不良,也還可能會(huì)出現(xiàn)問題:一是,PTC陶瓷體擊穿燒毀,導(dǎo)致短路,燒毀絕緣層;二是,絕緣層擊穿漏電,使外殼帶電;三是加熱功率隨使用時(shí)間增加而衰減;四是沖擊電流過大,造成供電線路和開關(guān)故障。PTC發(fā)熱管用戶,應(yīng)慎重選擇PTC加熱片,以保證質(zhì)量的可靠。

    3. 空氣加熱。

    3.1 空氣加熱器結(jié)構(gòu)。

    空氣加熱的結(jié)構(gòu),按散熱器是否帶電區(qū)分,分為帶電型與絕緣型。

    圖7是帶電型空氣加熱器,散熱器是帶電的,PTC陶瓷加熱片的電極層直接接觸鋁散熱器,而且鋁散熱器作為一個(gè)電極引出端。帶電型空氣加熱器容易獲得較大的功率,成本也比較低;但是由于散熱器是帶電的,容易存在安全隱患。

    圖8是絕緣型空氣加熱器,散熱器與PTC陶瓷加熱片是由絕緣的,散熱器不帶電。絕緣型空氣加熱器比較安全,但是功率較低,成本較高。

    PTC加熱器原理及功能

    按散熱器的結(jié)構(gòu)分,有波紋結(jié)構(gòu),插片結(jié)構(gòu),鋁擠型結(jié)構(gòu),壓縮空氣管道型加熱等。波紋結(jié)構(gòu)的空氣加熱器,結(jié)構(gòu)比較靈活,長度、寬度,比較容易調(diào)整,組成各種尺寸,各種功率,以適應(yīng)各種風(fēng)扇尺寸、風(fēng)管尺寸、以及發(fā)熱功率的要求。波紋結(jié)構(gòu)加熱器的散熱器與PTC加熱片(或加熱管)之間,是通過粘膠粘接的,在高溫長時(shí)間使用,或長期無風(fēng)干燒后,粘接膠可能會(huì)脫落。插片結(jié)構(gòu)與鋁擠型結(jié)構(gòu)的長度可以適當(dāng)調(diào)整,但是寬度難于調(diào)整。插片結(jié)構(gòu)給人的印象是結(jié)構(gòu)緊湊、結(jié)實(shí),而且風(fēng)阻也相對較小。

    按是否需要吹風(fēng)來區(qū)分,又分為吹風(fēng)型與自然對流型空氣加熱器。吹風(fēng)型空氣加熱器的功率比較大,但是需要增加風(fēng)扇,而且風(fēng)扇會(huì)產(chǎn)生噪聲。對流型空氣加熱器不需要風(fēng)扇,沒有噪聲,特別適合臥室加熱、床底加熱,但是加熱功率較小。

    3.2 加熱功率。

    加熱功率隨加熱時(shí)間的變化,見圖9。剛開始通電時(shí),初始功率還比較?。ǔ跏脊β室话闶亲畲鬀_擊功率的1/3到1/5),然后加熱功率逐漸增加到最大沖擊功率,隨后功率下降,最后達(dá)到穩(wěn)定功率。在散熱過快的情況下,加熱器始終處在初始功率,不能達(dá)到最大功率,所以穩(wěn)定的加熱功率很小。

    最大沖擊功率 =C * 使用電壓/常溫電阻

    最大沖擊功率的數(shù)值取決于PTC陶瓷加熱片的常溫電阻、表面溫度、陶瓷體內(nèi)部的晶粒尺寸、使用電壓等。其中倍數(shù)C為1~6,PTC陶瓷加熱片的表面溫度越高,則C越大;常溫電阻越大,C也會(huì)越大。如果一個(gè)加熱器內(nèi)有多個(gè)不同電阻的PTC陶瓷加熱片,加熱器在冷態(tài)(室溫下)開始通電的最大沖擊電流會(huì)較小;但是熱態(tài)(比表面溫度低40℃左右的溫度下)開始通電,最大沖擊電流會(huì)較大。最大沖擊功率大的空氣加熱器,穩(wěn)定功率會(huì)稍大一些。最大沖擊功率過大,則會(huì)影響整個(gè)供電電路、開關(guān)的正常工作;但是如果最大沖擊功率過小,則會(huì)引起加熱功率達(dá)不到要求,甚至吹風(fēng)風(fēng)速越大時(shí)加熱功率越小。

    PTC空氣加熱器的穩(wěn)定加熱功率與風(fēng)速有關(guān),一般來說風(fēng)速越大,散熱越快,加熱功率越大。一般風(fēng)扇的風(fēng)速為3~5m/s。沒有吹風(fēng)的功率是5m/s風(fēng)速下的功率的10%左右。有需要時(shí),可以通過調(diào)節(jié)風(fēng)速來調(diào)節(jié)加熱功率。如果加熱器的沖擊功率與低風(fēng)速時(shí)的穩(wěn)定功率接近,則提高風(fēng)速不能增加功率;風(fēng)速太大反而會(huì)降低功率。

    非絕緣型PTC空氣加熱器的散熱比絕緣型的散熱快,所以加熱功率也比較大。散熱器比較密,受風(fēng)面積增加,也會(huì)增加散熱,發(fā)熱功率也會(huì)增加。

    PTC發(fā)熱片的數(shù)量增加,穩(wěn)定加熱功率并不會(huì)完全成正比例增加,每個(gè)加熱片的加熱功率會(huì)有所下降。

    PTC空氣加熱器的加熱功率與影響因素的關(guān)系式如下:

    穩(wěn)定加熱功率 = 散熱系數(shù)*(干燒溫度-進(jìn)風(fēng)溫度)

    加熱功率與進(jìn)風(fēng)溫度有關(guān),進(jìn)風(fēng)溫度越高,則穩(wěn)定功率越小。當(dāng)PTC陶瓷加熱片的無風(fēng)干燒表面溫度與進(jìn)風(fēng)溫度一樣時(shí),加熱功率基本為0,就是不再加熱。所以PTC陶瓷加熱片的無風(fēng)干燒表面溫度總是會(huì)高于進(jìn)風(fēng)溫度20℃以上,否則無法加熱。PTC陶瓷加熱片的無風(fēng)干燒表面溫度與進(jìn)風(fēng)溫度的差越小,加熱功率密度就越小,體積就需要越大,成本就要越高。

    當(dāng)一個(gè)加熱器的出風(fēng)溫度不能達(dá)到所需的高溫時(shí),要增加出風(fēng)溫度的話,則需要在沿風(fēng)向擺放第二個(gè)PTC空氣加熱器。這時(shí),靠近風(fēng)扇的第一個(gè)加熱器功率較高;遠(yuǎn)離風(fēng)扇的第二個(gè)加熱器的進(jìn)風(fēng)溫度較高,所以功率就會(huì)低得多,穩(wěn)定功率往往不到第一個(gè)加熱器的50%。

    PTC陶瓷加熱片的無風(fēng)干燒表面溫度越高,加熱功率則越大。但是提高PTC陶瓷加熱片的表面溫度,加熱功率隨使用時(shí)間衰減增加,PTC加熱片擊穿機(jī)會(huì)增加,粘膠、電線、絕緣層等性能下降,鋁外殼返松,加熱器可靠性下降。

    3.3 功率衰減。

    PTC空氣加熱器功率衰減的因數(shù)主要有:PTC陶瓷加熱片電阻增大,粘膠松動(dòng),鋁散熱器松動(dòng)等。一些PTC制造廠的PTC,一個(gè)月的功率在30%以上,所以選擇質(zhì)量好的PTC非常重要,在購買PTC空氣加熱器時(shí),一定要測試功率衰減。

    功率衰減與PTC陶瓷加熱片的表面溫度成正相關(guān),表面溫度越高,PTC加熱片的電阻增加越多,粘接膠越容易松脫,鋁散熱器越容易返松,功率衰減越大。若使用表面溫度250℃以上的PTC加熱片來做空氣加熱器,無風(fēng)狀態(tài)下通電,粘膠會(huì)在200小時(shí)以后強(qiáng)度逐漸下降,松脫。也就是說,降低PTC加熱片的表面溫度,可以減少功率衰減,但是空氣加熱器的體積會(huì)增加,成本也會(huì)增加。

    3.4 應(yīng)用場合。

    暖風(fēng)機(jī),空調(diào)機(jī),衣物、鞋、手、干燥劑、茶葉、農(nóng)產(chǎn)品的熱風(fēng)烘干,衣柜、書柜、鞋柜、房間、浴室、廠房、商場、倉庫、電控柜、高鐵動(dòng)車車廂、電氣設(shè)備、儲(chǔ)物的加熱或干燥,隧道式烘箱,壓縮空氣加熱,電池放電負(fù)荷。

    穩(wěn)定加熱功率可以從100W到10KW。如果單個(gè)加熱器的功率小些,可以減少失效,提高合格率,需要功率較大的則可以用多個(gè)加熱器。工作電壓12V~420V,交直流均可。工作電壓較低時(shí),沖擊電流和穩(wěn)定電流都會(huì)很大,所以當(dāng)需要大功率時(shí),最好不用低電壓。

    電熱絲吹風(fēng)加熱器的優(yōu)點(diǎn)是成本較低,出風(fēng)溫度可以做得比較高,體積可以較小。存在的問題:一是,使用一段時(shí)間后,絕緣耐壓、漏電流、絕緣電阻超標(biāo);二是,不能無風(fēng)通電,如果風(fēng)扇停轉(zhuǎn),風(fēng)道被遮擋,溫度保護(hù)裝置出現(xiàn)故障,則加熱器會(huì)因無風(fēng)超溫而燒毀,甚至燒壞周邊材料,出現(xiàn)火災(zāi);三是,電熱絲長期工作后,可能氧化燒毀,影響壽命,甚至造成漏電;四是,當(dāng)有可燃性物質(zhì)附著都在加熱器上時(shí),可能會(huì)引起燃燒。

    PTC空氣加熱器可以克服電熱絲加熱器的缺點(diǎn),絕緣耐壓、漏電流、絕緣電阻優(yōu)良而穩(wěn)定,可無風(fēng)通電,自動(dòng)保護(hù),不會(huì)起火燃燒,使用壽命長。但是如果PTC加熱器制造質(zhì)量不良,也還可能會(huì)出現(xiàn)問題:一是,PTC陶瓷體擊穿燒毀,導(dǎo)致短路,燒毀絕緣層;二是,加熱功率隨使用時(shí)間增加而衰減,不能達(dá)到預(yù)期使用壽命。有些PTC加熱器生產(chǎn)廠為了降低生產(chǎn)成本而使用低檔材料,制造工藝不能嚴(yán)格控制,沒有壽命測試試驗(yàn)。不是所有PTC生產(chǎn)廠的PTC加熱器都能保證質(zhì)量,各廠的PTC,在功率衰減、功率精度、沖擊電流、耐電壓、絕緣性能、使用可靠性等各項(xiàng)性能的控制都有參差,應(yīng)慎重選擇PTC生產(chǎn)廠,以保證質(zhì)量的可靠。


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