Nguyên lý và chức năng của máy sưởi PTC

Máy sưởi PTC
Máy sưởi PTC, còn được gọi là thanh gia nhiệt PTC, được cấu thành từ thanh gia nhiệt gốm PTC và ống nhôm. Loại máy sưởi PTC này có ưu điểm là điện trở nhiệt thấp và hiệu suất truyền nhiệt cao, khiến nó trở thành máy sưởi điện tự động giữ nhiệt độ không đổi và tiết kiệm năng lượng. Tính năng nổi bật nằm ở hiệu suất an toàn của nó. Trong bất kỳ ứng dụng nào, sẽ không có hiện tượng "đỏ" bề mặt như máy sưởi ống sưởi điện, có thể gây ra các mối nguy hiểm về an toàn như bỏng và hỏa hoạn.

Nó bao gồm tấm áp suất bên ngoài mạ kẽm, tấm lò xo sóng thép không gỉ, tấm áp suất bên trong mạ kẽm, bộ tản nhiệt nhôm một lớp, bộ tản nhiệt PTC, bộ tản nhiệt nhôm hai lớp, đầu cực điện cực đồng mạ niken và vỏ điện cực nhựa chịu nhiệt PPS. Do sử dụng các cánh tản nhiệt sóng hình chữ U, sản phẩm này đã cải thiện tốc độ tản nhiệt, kết hợp với các ưu điểm về độ bám dính và cơ học, đồng thời xem xét đầy đủ các hiện tượng nhiệt và điện khác nhau của các bộ phận gia nhiệt PTC trong quá trình vận hành. Lực liên kết mạnh, hiệu suất dẫn nhiệt và tản nhiệt tuyệt vời, hiệu quả cao, an toàn và tin cậy. Loại máy sưởi PTC này có ưu điểm là điện trở nhiệt thấp và hiệu suất truyền nhiệt cao, khiến nó trở thành máy sưởi điện tiết kiệm năng lượng và nhiệt độ không đổi tự động. Một trong những tính năng nổi bật của nó nằm ở hiệu suất an toàn, nghĩa là khi quạt trục trặc và ngừng chạy, công suất của máy sưởi PTC sẽ tự động giảm mạnh do tản nhiệt không đủ. Lúc này, nhiệt độ bề mặt của lò sưởi được duy trì ở mức nhiệt độ Curie (thường là khoảng 250 độ), để không tạo ra hiện tượng “đỏ” trên bề mặt của lò sưởi ống điện.
​
Nguyên lý của máy sưởi PTC
Nhiệt điện trở PTC có đặc tính gia nhiệt nhiệt độ không đổi. Nguyên lý của nó là sau khi nhiệt điện trở PTC được tích điện, nó tự nóng lên và khiến giá trị điện trở đi vào vùng nhảy. Nhiệt độ bề mặt của nhiệt điện trở PTC có gia nhiệt nhiệt độ không đổi sẽ không đổi, chỉ liên quan đến nhiệt độ Curie và điện áp được áp dụng của nhiệt điện trở PTC và về cơ bản không phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường. Máy sưởi PTC là thiết bị sưởi được thiết kế sử dụng đặc tính gia nhiệt nhiệt độ không đổi của nhiệt điện trở PTC. Trong các ứng dụng sưởi ấm công suất vừa và nhỏ, máy sưởi PTC có những ưu điểm mà các bộ phận gia nhiệt truyền thống không thể sánh kịp, chẳng hạn như gia nhiệt nhiệt độ không đổi, không có ngọn lửa trần, tỷ lệ chuyển đổi nhiệt cao, ảnh hưởng tối thiểu từ điện áp nguồn và tuổi thọ tự nhiên cao. Ứng dụng của chúng trong các thiết bị sưởi ấm bằng điện ngày càng được các kỹ sư nghiên cứu và phát triển ưa chuộng. Nhiệt điện trở PTC gia nhiệt nhiệt có thể được chế tạo thành nhiều cấu trúc và thông số kỹ thuật bên ngoài khác nhau, thường bao gồm hình tròn, hình chữ nhật, hình dài, hình tròn và hình tổ ong. Kết hợp các bộ phận gia nhiệt PTC và các thành phần kim loại ở trên có thể tạo ra nhiều loại máy sưởi PTC công suất cao.

Máy sưởi PTC được chia theo chế độ dẫn nhiệt
(1) Máy sưởi gốm PTC chủ yếu dựa trên dẫn nhiệt. Đặc điểm của nó là truyền nhiệt do thanh gia nhiệt PTC phát ra đến vật thể được gia nhiệt thông qua các cấu trúc truyền nhiệt nhiều lớp như tấm điện cực (dẫn nhiệt và truyền nhiệt), lớp cách nhiệt (cách nhiệt và truyền nhiệt), tấm lưu trữ nhiệt (một số cũng có keo dán nhiệt), v.v. được lắp trên bề mặt của thanh gia nhiệt PTC.

(2) Các loại máy sưởi không khí nóng gốm PTC sử dụng không khí nóng được tạo ra để truyền nhiệt đối lưu. Đặc điểm của nó là công suất đầu ra cao và khả năng tự động điều chỉnh nhiệt độ thổi và nhiệt đầu ra.

(3) Máy sưởi bức xạ hồng ngoại. Đặc điểm của nó thực sự sử dụng nhiệt phát ra nhanh chóng từ bề mặt của các thành phần PTC hoặc các tấm dẫn nhiệt để kích thích trực tiếp hoặc gián tiếp lớp phủ hồng ngoại xa hoặc vật liệu hồng ngoại xa tiếp xúc với bề mặt của nó để phát ra bức xạ hồng ngoại, tạo thành máy sưởi bức xạ hồng ngoại gốm PTC.

Máy sưởi PTC được phân loại theo đặc điểm cấu trúc của chúng
(1) Máy sưởi gốm PTC thông thường thực tế. Các loại thiết bị này chủ yếu bao gồm máy đuổi muỗi điện, máy sưởi tay, máy sấy, tấm sưởi điện, bàn là điện, máy hàn điện, keo dán điện, máy uốn tóc, v.v. Đặc điểm của nó là công suất thấp, nhưng hiệu suất nhiệt cao và rất thực tế.

(2) Máy sưởi PTC nhiệt độ không đổi tự động. Loại thiết bị này chủ yếu bao gồm: bồn tắm nhiệt độ không đổi thiết bị tinh thể nhỏ, máy ấp nhiệt độ không đổi, phích điện tử, máy ấp, cốc cách nhiệt, tấm cách nhiệt, tủ cách nhiệt, bàn cách nhiệt, v.v. Đặc điểm của nó bao gồm cách nhiệt tự động, cấu trúc đơn giản, đặc tính nhiệt độ không đổi tốt, hiệu suất nhiệt cao và phạm vi nhiệt độ rộng để sử dụng trong môi trường.

(3) Máy sưởi PTC không khí nóng. Loại máy sưởi PTC không khí nóng này chủ yếu bao gồm máy sưởi không khí ấm nhỏ, máy sấy tóc, máy sưởi phòng ấm, máy sấy, tủ quần áo, máy sấy, thiết bị sấy công nghiệp, v.v. Đặc điểm của nó là công suất không khí nóng đầu ra cao, làm nóng nhanh, an toàn và khả năng tự động điều chỉnh nhiệt độ gió và mức tiêu thụ điện năng.

PTC đóng vai trò trong điều hòa không khí
Máy sưởi sóng PTC dùng cho máy điều hòa không khí là loại máy sưởi có khả năng tự điều chỉnh nhiệt độ.

1. Nhiệt điện trở PTC có gia nhiệt nhiệt độ không đổi có đặc điểm là gia nhiệt nhiệt độ không đổi. Nguyên lý của nó là sau khi nhiệt điện trở PTC được tích điện, nó tự nóng lên và khiến giá trị điện trở đi vào vùng nhảy. Nhiệt độ bề mặt của nhiệt điện trở PTC có gia nhiệt nhiệt độ không đổi sẽ không đổi, chỉ liên quan đến nhiệt độ Curie và điện áp được áp dụng của nhiệt điện trở PTC, và về cơ bản không phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường.

Thanh gia nhiệt PTC là thanh gia nhiệt được thiết kế sử dụng đặc tính gia nhiệt nhiệt độ không đổi của nhiệt điện trở PTC. Trong các ứng dụng gia nhiệt công suất vừa và nhỏ, thanh gia nhiệt PTC có những ưu điểm mà các thanh gia nhiệt truyền thống không thể sánh kịp, chẳng hạn như gia nhiệt nhiệt độ không đổi, không có ngọn lửa hở, tỷ lệ chuyển đổi nhiệt cao, ảnh hưởng tối thiểu từ điện áp nguồn và tuổi thọ tự nhiên dài. Ứng dụng của chúng trong các thiết bị gia nhiệt điện ngày càng được các kỹ sư nghiên cứu và phát triển ưa chuộng.

3. Nhiệt điện trở PTC gia nhiệt tĩnh nhiệt có thể được chế tạo thành nhiều cấu trúc và thông số kỹ thuật bên ngoài khác nhau, thường bao gồm hình tròn, hình chữ nhật, hình dài, hình tròn và hình tổ ong. Kết hợp các thành phần gia nhiệt PTC trên với các thành phần kim loại có thể tạo thành nhiều dạng thành phần gia nhiệt PTC công suất cao.

Các tình huống ứng dụng và biện pháp phòng ngừa cho máy sưởi PTC
1. Đun nóng chất rắn ở nhiệt độ không đổi.

1.1 Cấu trúc lò sưởi rắn chắc.

Trong trường hợp vật liệu có độ dẫn nhiệt cao (như nhôm, đồng, khối than chì, v.v.) dẫn nhiệt, khoảng cách S giữa vật rắn được nung nóng và bộ gia nhiệt PTC phải trong vòng 30mm; Khi dẫn nhiệt trong vật liệu có độ dẫn nhiệt cao hơn một chút (như thép, thép không gỉ, titan, gốm nhiệt, v.v.), khoảng cách giữa vật rắn được nung nóng và bộ gia nhiệt PTC phải trong vòng 10mm; Khi dẫn nhiệt trong vật liệu có độ dẫn nhiệt kém (như nhựa, cao su không xốp, giấy cách điện, tấm mica, v.v.), khoảng cách giữa vật rắn được nung nóng và bộ gia nhiệt PTC phải trong vòng 3mm; Không sử dụng vật liệu cách nhiệt (như giấy sợi, cao su, tấm xốp, v.v.) để dẫn nhiệt. Nếu sử dụng vật liệu có độ dẫn nhiệt tốt và khoảng cách giữa vật rắn được nung nóng và bộ gia nhiệt PTC nhỏ, vật rắn được nung nóng sẽ đạt được nhiệt độ tương đối ổn định.

Tỷ lệ diện tích cấu trúc tản nhiệt so với diện tích truyền nhiệt của thân gốm PTC không được vượt quá ba lần. Tỷ lệ diện tích cấu trúc tản nhiệt quá lớn có thể khiến nhiệt độ thu được từ chất rắn được nung nóng không ổn định.

1.2 Nhiệt độ bề mặt.

Độ dung sai nhiệt độ của thanh gia nhiệt gốm PTC ở nhiệt độ môi trường 25 độ ± 5 độ được thể hiện trong Bảng 1. Nhưng nếu thanh gia nhiệt gốm PTC được lắp đặt trong cấu trúc tản nhiệt, độ chính xác nhiệt độ sẽ giảm và độ dung sai sẽ tăng. Khi khả năng truyền nhiệt bên trong của lò sưởi kém và diện tích của cấu trúc tản nhiệt tương đối lớn so với diện tích truyền nhiệt của thân gốm PTC, độ chính xác nhiệt độ sẽ giảm.

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ bề mặt của bộ gia nhiệt PTC, do đó độ chính xác của nhiệt độ không đổi bề mặt không thể quá cao. Trong những trường hợp cần độ chính xác kiểm soát nhiệt độ cao, có thể sử dụng bộ gia nhiệt PTC và bộ điều khiển nhiệt độ bên ngoài. Khi bộ điều khiển nhiệt độ bên ngoài trục trặc, nhiệt độ bề mặt gia nhiệt của bộ gia nhiệt PTC sẽ không vượt quá nhiệt độ không đổi đã cài đặt và có chức năng bảo vệ quá nhiệt.

1.3 Các tình huống ứng dụng.

Máy đuổi muỗi điện, máy mát xa, máy sưởi, máy hàn điện, bàn là điện, máy tạo độ ẩm, máy uốn tóc, máy duỗi tóc, máy bôi keo, máy bôi hương liệu điện, súng bắn keo nóng chảy, bàn là điện, máy bôi sáp, cách điện cho linh kiện điện tử, loại bỏ độ ẩm trên bảng mạch, v.v.

Sử dụng lò sưởi PTC làm lò sưởi nhiệt độ không đổi, nhiệt độ sưởi ấm thích hợp là 0-300 độ, và nhiệt độ sưởi ấm ở nhiệt độ phòng là 50-300 độ. Nhiệt độ môi trường thích hợp là -40~250 độ. PTC có nhiệt độ bề mặt quá cao hoặc quá thấp rất khó sản xuất, thậm chí còn thiếu các đặc tính PTC.

Điện áp làm việc: 3.7V~420V, cả AC và DC. Khi điện áp làm việc thấp, điện trở nhiệt độ phòng của PTC rất nhỏ, tốc độ thay đổi nhiệt độ điện trở cũng tương đối nhỏ, dẫn đến độ chính xác của nhiệt độ không đổi kém hơn; Ngoài ra, dưới điện áp thấp, công suất gia nhiệt nhỏ, tốc độ gia nhiệt chậm và thậm chí không thể tăng lên nhiệt độ cao hơn.

Xét về mặt an toàn và độ tin cậy, máy sưởi PTC thường có độ an toàn cao hơn dây sưởi điện truyền thống, điện trở cách điện cao hơn, dòng rò rỉ thấp hơn và độ ổn định cao hơn. Trong một số ứng dụng, dây sưởi điện truyền thống không thể đạt chứng nhận an toàn, trong khi máy sưởi PTC có thể đạt chứng nhận an toàn. Do đó, PTC có thể được sử dụng trong các tình huống có yêu cầu an toàn cao. Nhưng không phải tất cả các nhà sản xuất PTC đều đáp ứng được các yêu cầu về an toàn, vì vậy cần phải chọn các nhà sản xuất PTC có chất lượng tuyệt vời để cung cấp. PTC được sử dụng để sưởi ấm rắn và các vấn đề chính về an toàn và độ tin cậy là: thứ nhất, thân gốm PTC bị hỏng và cháy, gây ra hiện tượng đoản mạch và cháy lớp cách điện; thứ hai là lớp cách điện bị thủng và rò rỉ điện, khiến vỏ bị tích điện.

Về mặt chi phí, sử dụng máy sưởi PTC để sưởi ấm ở nhiệt độ không đổi cho diện tích nhỏ có thể loại bỏ nhu cầu kiểm soát nhiệt độ và bảo vệ quá nhiệt. Thể tích của PTC có thể rất nhỏ và lắp đặt tương đối đơn giản. Sưởi ấm ở nhiệt độ không đổi với diện tích sưởi ấm lớn, sử dụng máy sưởi PTC để có nhiệt độ sưởi ấm đồng đều hơn. Tuổi thọ của máy sưởi nhiệt độ không đổi PTC dài hơn nhiều lần so với máy sưởi dây điện truyền thống và sử dụng PTC cũng giúp tiết kiệm chi phí bảo trì và tuổi thọ.

Vật liệu cho vỏ kim loại tiếp xúc với chất lỏng được đun nóng có thể được lựa chọn: hợp kim nhôm silic, hợp kim nhôm kẽm, hợp kim nhôm magiê, đồng, đồng thau, sắt (mạ kẽm, v.v.), thép không gỉ 304, thép không gỉ 316, titan, hợp kim đồng niken, v.v. Việc lựa chọn vật liệu vỏ kim loại được xác định dựa trên các yếu tố như mục đích, tính chất của chất lỏng và tính ăn mòn của chất lỏng đối với kim loại. Được sử dụng để đun nóng dầu, có thể sử dụng vỏ hợp kim nhôm giá rẻ; Được sử dụng để đun nóng nước giặt, cũng có thể sử dụng vỏ hợp kim nhôm, đồng hoặc đồng thau; Có thể đun nóng nước ăn được bằng thép không gỉ 304 hoặc thép không gỉ 316. Khi chất lượng nước tương đối kém, hoặc là nước biển hoặc được sử dụng để đun nóng dung dịch mạ điện, có thể sử dụng vỏ titan; Có thể làm chất lỏng có tính ăn mòn cao bằng hợp kim đồng niken. Ngoài ra, một lớp fluoroplastic được gắn vào bề mặt của vỏ kim loại, có thể chống lại sự ăn mòn của phần lớn các chất lỏng dưới khả năng chịu nhiệt, nhưng công suất gia nhiệt sẽ giảm đáng kể.

Bộ phận làm nóng chất lỏng ở đáy (hoặc bên hông) của bình chứa không tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng và chất lỏng sẽ không ăn mòn lớp vỏ ngoài của bộ phận làm nóng. Tuy nhiên, loại bộ phận làm nóng này có thể tích lớn hơn, công suất thấp hơn và giá thành cao hơn.

2.2 Công suất sưởi ấm.

Mối quan hệ giữa công suất gia nhiệt và thời gian gia nhiệt của ống sưởi PTC khác biệt đáng kể so với ống sưởi dây điện truyền thống. Trong giai đoạn gia nhiệt ban đầu, công suất của ống sưởi PTC tăng từ nhỏ đến lớn, đạt giá trị cực đại (công suất tác động cực đại), giảm dần và cuối cùng ổn định (công suất ổn định để đun sôi nước). Công suất ổn định của đốt khô nhỏ hơn nhiều so với công suất đun sôi nước (công suất đốt khô bằng khoảng 8% nước sôi).

Công suất ổn định liên quan đến nhiệt độ chất lỏng, nhiệt độ chất lỏng càng cao thì công suất ổn định càng nhỏ. Theo điều kiện sử dụng thực tế, có thể chỉ định nhiệt độ chất lỏng chuẩn. Khi ống gia nhiệt được làm nóng, nhiệt độ chất lỏng tăng từ thấp đến cao. Khi nhiệt độ chất lỏng đạt đến nhiệt độ chuẩn, công suất được ghi lại là công suất ổn định ở nhiệt độ chất lỏng chuẩn.

Công suất ổn định liên quan đến loại chất lỏng. Khi chất lỏng là nước, công suất tương đối cao vì nước có nhiệt dung riêng lớn hơn, tính lưu động tốt hơn và dễ đối lưu; Khi đun nóng các chất lỏng khác, công suất ổn định thường thấp hơn công suất của nước.

Nhiệt độ bề mặt của ống gia nhiệt PTC trong quá trình đốt khô càng cao thì công suất ổn định càng lớn. Tuy nhiên, nhiệt độ bề mặt tăng sẽ làm tăng sự suy giảm công suất, tăng khả năng hỏng hóc của thanh gia nhiệt PTC, giảm hiệu suất của keo dán, dây dẫn, lớp cách điện, v.v. và giảm độ tin cậy.

Khi nhiệt độ bề mặt của ống gia nhiệt PTC trong quá trình đốt khô bằng nhiệt độ chất lỏng, công suất gia nhiệt về cơ bản là 0, nghĩa là không còn được gia nhiệt nữa. Vì vậy, nhiệt độ bề mặt của ống gia nhiệt PTC trong quá trình đốt khô luôn cao hơn nhiệt độ chất lỏng hơn 20 độ, nếu không thì không thể gia nhiệt được. Chênh lệch giữa nhiệt độ bề mặt và nhiệt độ chất lỏng trong quá trình đốt khô của ống gia nhiệt PTC càng nhỏ thì mật độ công suất của ống gia nhiệt càng nhỏ, thể tích cần thiết càng lớn và chi phí càng cao.

Ống gia nhiệt có công suất tác động tối đa cao chưa chắc đã có công suất ổn định cao. Nếu công suất tác động tối đa quá lớn sẽ ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của toàn bộ mạch nguồn và công tắc; Nhưng nếu công suất xung tối đa quá nhỏ sẽ khiến công suất ổn định không đạt yêu cầu.

2.3 Suy giảm công suất.

Do sự khác biệt về chất lượng giữa các nhà sản xuất PTC, người dùng cảm thấy rằng độ suy giảm công suất của PTC là quá đáng kể. Ống gia nhiệt chất lỏng PTC từ Dongguan Tiancheng có độ suy giảm công suất khoảng 10% khi hoạt động liên tục không bị gián đoạn trong một năm, hoàn toàn nằm trong phạm vi chấp nhận được đối với người dùng. Tuy nhiên, một số nhà sản xuất PTC có PTC có công suất đầu ra hàng tháng khoảng 30% và độ suy giảm công suất liên tục là 40-50% trong một năm, thực tế là không sử dụng được. Vì vậy, khi mua ống gia nhiệt PTC, cần phải tiến hành thử nghiệm độ suy giảm công suất.

Sự suy giảm công suất có tương quan tích cực với nhiệt độ bề mặt của các bộ phận gia nhiệt gốm PTC, nhiệt độ bề mặt càng cao thì sự suy giảm công suất càng lớn. Nói cách khác, việc giảm nhiệt độ bề mặt của bộ phận gia nhiệt PTC có thể làm giảm sự suy giảm công suất, nhưng thể tích của ống gia nhiệt sẽ tăng lên và chi phí cũng sẽ tăng lên.

Có hai lý do chính gây ra sự suy giảm công suất: thứ nhất, điện trở nhiệt độ phòng của các thanh gia nhiệt gốm PTC tăng/dòng điện xung giảm; thứ hai là cấu trúc truyền nhiệt bị lỏng lẻo, dẫn đến giảm khả năng truyền nhiệt.

2.4 Các tình huống ứng dụng.

Máy nước nóng dự trữ nước, cụ thể là máy nước nóng, ấm điện, máy nước uống nóng, nước nóng rửa rau, rửa bát, rửa mặt, tắm, ngâm chân, ngâm chân, sưởi ấm phụ trợ máy nước nóng năng lượng mặt trời và máy bơm nhiệt, sưởi ấm điện máy nước nóng năng lượng mặt trời quang điện, nước nóng vệ sinh máy hút mùi và chất tẩy rửa, sưởi ấm giường nước nóng, bể mạ điện, bể dầu ô tô diesel, bộ lọc, sưởi ấm dầu thủy lực, dầu bôi trơn, dầu ăn, tạo hơi nước cho phòng xông hơi, làm đẹp, khử trùng và tạo ẩm, xông hơi dung dịch thuốc, cách nhiệt bể cá cảnh và bể cá, chống đông đường ống nước, vòi nước, ống và ống dẫn dầu, xúc tác ba chiều, sưởi ấm dung dịch urê, sưởi ấm nước sưởi ấm sàn, sưởi ấm dầu, sưởi ấm dầu, sưởi ấm loại dầu có cánh tản nhiệt thủy nhiệt, v.v.

Công suất gia nhiệt ổn định có thể dao động từ 10W đến 10KW. Tuy nhiên, đối với ống gia nhiệt công suất cao, số lượng tấm gia nhiệt gốm PTC lớn hơn được sử dụng, điều này làm tăng khả năng tấm gia nhiệt gốm PTC bị hỏng; Ngoài ra, diện tích cách nhiệt cũng tương đối lớn, điều này làm tăng khả năng hỏng cách nhiệt. Vì vậy, tốt nhất là chia thành nhiều ống gia nhiệt, mỗi ống có công suất thấp hơn, điều này có thể giảm thiểu hỏng hóc và lãng phí. Phạm vi điện áp làm việc là 12V ~ 420V, có thể sử dụng cả AC và DC. Khi điện áp làm việc thấp và công suất gia nhiệt cao, cả dòng điện xung và dòng điện ổn định sẽ cao, khiến nguồn điện khó chịu được. Do đó, khi cần công suất cao, tốt nhất là không sử dụng điện áp thấp.

Ưu điểm của ống sưởi điện là giá thành thấp hơn. Các vấn đề hiện có: Thứ nhất, sau khi sử dụng trong một thời gian, điện áp chịu đựng cách điện, dòng điện rò rỉ và điện trở cách điện vượt quá tiêu chuẩn; Thứ hai, không được phép đốt khô. Nếu thiết bị bảo vệ nhiệt độ trục trặc, ống sưởi điện sẽ bị cháy do cháy khô, thậm chí các vật liệu xung quanh cũng sẽ bị cháy, dẫn đến hỏa hoạn; Thứ ba, sau khi sử dụng lâu dài, dây sưởi điện có thể bị oxy hóa và cháy, ảnh hưởng đến tuổi thọ của nó và thậm chí gây rò rỉ; Thứ tư, khi chất lượng nước kém và nồng độ cation (như canxi và magiê) tương đối cao, cặn dễ xuất hiện trên bề mặt của ống sưởi điện và khả năng truyền nhiệt bề mặt kém đi, dẫn đến cháy dây sưởi điện bên trong.

Ống gia nhiệt chất lỏng PTC có thể khắc phục những nhược điểm của ống gia nhiệt dây điện, với khả năng chịu điện áp cách điện, dòng điện rò rỉ và khả năng cách điện tuyệt vời và ổn định. Chúng có khả năng chống cháy khô, tuổi thọ cao và sẽ không bị cháy ngay cả khi có cặn. Tuy nhiên, nếu chất lượng sản xuất PTC kém, cũng có thể xảy ra sự cố: thứ nhất, thân gốm PTC có thể bị hỏng và cháy, gây ra hiện tượng đoản mạch và cháy lớp cách điện; thứ hai là lớp cách điện bị thủng và rò rỉ điện, khiến vỏ bị tích điện; thứ ba là công suất gia nhiệt giảm dần theo thời gian sử dụng; thứ tư là dòng điện tăng đột biến quá lớn, gây ra lỗi ở đường dây cung cấp điện và công tắc. Người dùng ống gia nhiệt PTC nên lựa chọn cẩn thận các tấm gia nhiệt PTC để đảm bảo chất lượng đáng tin cậy.

3. Sưởi ấm bằng không khí.

3.1 Cấu trúc máy sưởi không khí.

Cấu trúc của hệ thống sưởi ấm bằng không khí được chia thành loại tích điện và loại cách điện dựa trên việc bộ tản nhiệt có tích điện hay không.

Hình 7 cho thấy một máy sưởi không khí tích điện, với bộ tản nhiệt được tích điện. Lớp điện cực của bộ phận gia nhiệt gốm PTC tiếp xúc trực tiếp với bộ tản nhiệt nhôm và bộ tản nhiệt nhôm đóng vai trò là đầu ra điện cực. Máy sưởi không khí điện dễ dàng đạt được công suất cao hơn và có chi phí thấp hơn; Tuy nhiên, do bộ tản nhiệt được tích điện nên có nguy cơ an toàn tiềm ẩn.

Hình 8 cho thấy một lò sưởi không khí cách nhiệt. Bộ tản nhiệt và bộ phận gia nhiệt gốm PTC được cách nhiệt và bộ tản nhiệt không được sạc. Lò sưởi không khí cách nhiệt tương đối an toàn, nhưng chúng có công suất thấp hơn và chi phí cao hơn.

Theo cấu trúc của bộ tản nhiệt, có cấu trúc gợn sóng, cấu trúc cắm, cấu trúc đùn nhôm, hệ thống sưởi đường ống khí nén, v.v. Bộ sưởi không khí có cấu trúc gợn sóng có cấu trúc linh hoạt, chiều dài và chiều rộng của nó dễ điều chỉnh, tạo thành nhiều kích thước và công suất khác nhau để đáp ứng các yêu cầu về kích thước quạt, kích thước ống dẫn và công suất sưởi khác nhau. Bộ tản nhiệt của bộ sưởi cấu trúc gợn sóng được liên kết với bộ phận làm nóng PTC (hoặc ống sưởi) thông qua chất kết dính. Sau khi sử dụng kéo dài ở nhiệt độ cao hoặc đốt khô lâu ngày mà không có gió, chất kết dính có thể bị bong ra. Chiều dài của cấu trúc chèn và cấu trúc đùn nhôm có thể được điều chỉnh phù hợp, nhưng chiều rộng khó điều chỉnh. Ấn tượng mà cấu trúc cắm mang lại là nhỏ gọn, chắc chắn và có khả năng chống gió tương đối thấp.

Theo nhu cầu thổi có thể chia thành máy sưởi không khí thổi và máy sưởi không khí đối lưu tự nhiên. Công suất của máy sưởi không khí thổi tương đối cao, nhưng cần thêm quạt, quạt sẽ tạo ra tiếng ồn. Máy sưởi không khí đối lưu không cần quạt, không gây tiếng ồn, đặc biệt thích hợp để sưởi ấm phòng ngủ và giường, nhưng công suất sưởi thấp hơn.

3.2 Công suất sưởi ấm.

Sự thay đổi công suất gia nhiệt theo thời gian gia nhiệt được thể hiện ở Hình 9. Khi bắt đầu bật nguồn, công suất ban đầu tương đối nhỏ (thường bằng 1/3 đến 1/5 công suất xung cực đại), sau đó công suất gia nhiệt tăng dần đến công suất xung cực đại, sau đó công suất giảm dần và cuối cùng đạt công suất ổn định. Trong trường hợp tản nhiệt nhanh, máy sưởi luôn ở công suất ban đầu và không thể đạt công suất cực đại, do đó công suất gia nhiệt ổn định rất nhỏ.

Công suất xung tối đa=C * điện áp hoạt động/điện trở nhiệt độ phòng

Giá trị công suất tác động tối đa phụ thuộc vào điện trở nhiệt độ phòng, nhiệt độ bề mặt, kích thước hạt bên trong thân gốm và điện áp hoạt động của thanh gia nhiệt gốm PTC. Bội số C là 1-6 và nhiệt độ bề mặt của thanh gia nhiệt gốm PTC càng cao thì C càng lớn; Điện trở nhiệt độ phòng càng cao thì C càng lớn. Nếu có nhiều thanh gia nhiệt gốm PTC có điện trở khác nhau trong một lò sưởi, dòng điện xung cực đại của lò sưởi bắt đầu bật nguồn ở trạng thái lạnh (ở nhiệt độ phòng) sẽ nhỏ hơn; Tuy nhiên, bắt đầu từ trạng thái nóng (ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ bề mặt khoảng 40 độ), dòng điện xung cực đại sẽ lớn hơn. Một lò sưởi không khí có công suất tác động tối đa sẽ có công suất ổn định cao hơn một chút. Nếu công suất tác động tối đa quá lớn, nó sẽ ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của toàn bộ mạch cung cấp điện và công tắc; Tuy nhiên, nếu công suất tác động tối đa quá nhỏ, nó sẽ khiến công suất sưởi không đáp ứng được yêu cầu và thậm chí công suất sưởi sẽ giảm khi tốc độ thổi tăng lên.

Công suất sưởi ấm ổn định của máy sưởi không khí PTC liên quan đến tốc độ gió. Nói chung, tốc độ gió càng cao thì tản nhiệt càng nhanh và công suất sưởi ấm càng lớn. Tốc độ gió của một chiếc quạt thông thường là 3-5m/s. Công suất không thổi bằng khoảng 10% công suất ở tốc độ gió 5m/s. Khi cần thiết, có thể điều chỉnh công suất sưởi ấm bằng cách điều chỉnh tốc độ gió. Nếu công suất xung của máy sưởi gần với công suất ổn định ở tốc độ gió thấp, thì việc tăng tốc độ gió không thể tăng công suất; Tốc độ gió quá mức thực sự có thể làm giảm công suất.

Máy sưởi không khí PTC không cách nhiệt tản nhiệt nhanh hơn máy sưởi cách nhiệt, do đó công suất sưởi ấm cũng tương đối cao. Tản nhiệt tương đối dày đặc, diện tích gió tăng cũng sẽ làm tăng công suất tản nhiệt và sinh nhiệt.

Việc tăng số lượng mâm gia nhiệt PTC không dẫn đến sự gia tăng hoàn toàn tương ứng về công suất gia nhiệt ổn định mà công suất gia nhiệt của từng mâm gia nhiệt sẽ giảm đi.

Mối quan hệ giữa công suất làm nóng của máy sưởi không khí PTC và các yếu tố ảnh hưởng như sau:

Công suất sưởi ấm ổn định=hệ số tản nhiệt * (nhiệt độ cháy khô - nhiệt độ không khí đầu vào)

Công suất gia nhiệt liên quan đến nhiệt độ không khí đầu vào, nhiệt độ không khí đầu vào càng cao thì công suất ổn định càng nhỏ. Khi nhiệt độ bề mặt của thanh gia nhiệt gốm PTC giống với nhiệt độ không khí đầu vào trong quá trình nung khô không khí, công suất gia nhiệt về cơ bản là 0, biểu thị không cần gia nhiệt thêm. Vì vậy, nhiệt độ bề mặt của thanh gia nhiệt gốm PTC trong quá trình nung khô không khí luôn cao hơn nhiệt độ đầu vào hơn 20 độ, nếu không thì không thể gia nhiệt được. Chênh lệch giữa nhiệt độ bề mặt và nhiệt độ không khí đầu vào của thanh gia nhiệt gốm PTC trong quá trình nung khô không khí càng nhỏ thì mật độ công suất gia nhiệt càng nhỏ, thể tích yêu cầu càng lớn và chi phí càng cao.

Khi nhiệt độ đầu ra của máy sưởi không thể đạt đến nhiệt độ cao cần thiết, để tăng nhiệt độ đầu ra, cần đặt máy sưởi không khí PTC thứ hai theo hướng gió. Lúc này, máy sưởi đầu tiên gần quạt có công suất đầu ra cao hơn; Nhiệt độ đầu vào của máy sưởi thứ hai xa quạt cao hơn, do đó công suất sẽ thấp hơn nhiều và công suất ổn định thường thấp hơn 50% so với máy sưởi đầu tiên.

Nhiệt độ bề mặt của thanh gia nhiệt gốm PTC càng cao trong quá trình nung khô không khí, thì công suất gia nhiệt càng lớn. Tuy nhiên, việc tăng nhiệt độ bề mặt của thanh gia nhiệt gốm PTC dẫn đến sự suy giảm công suất gia nhiệt theo thời gian, tăng khả năng thanh gia nhiệt PTC bị hỏng, giảm các đặc tính như chất kết dính, dây và lớp cách điện, lớp vỏ nhôm bị lỏng và giảm độ tin cậy của lò sưởi.

3.3 Suy giảm công suất.

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến sự suy giảm công suất của máy sưởi không khí PTC là: điện trở tăng của các thanh gia nhiệt gốm PTC, keo dán lỏng lẻo và bộ tản nhiệt nhôm lỏng lẻo. Một số nhà sản xuất PTC sản xuất PTC với công suất đầu ra hàng tháng trên 30%, vì vậy việc lựa chọn PTC chất lượng cao là rất quan trọng. Khi mua máy sưởi không khí PTC, cần phải kiểm tra sự suy giảm công suất.

Sự suy giảm công suất có mối tương quan tích cực với nhiệt độ bề mặt của bộ phận gia nhiệt bằng gốm PTC. Nhiệt độ bề mặt càng cao, điện trở của bộ phận gia nhiệt PTC càng tăng, chất kết dính càng dễ bị lỏng, bộ tản nhiệt bằng nhôm càng dễ bị lỏng và sự suy giảm công suất càng lớn. Nếu một bộ phận gia nhiệt PTC có nhiệt độ bề mặt trên 250 độ được sử dụng làm bộ phận gia nhiệt không khí và được bật mà không có gió, chất kết dính sẽ dần dần giảm độ bền và bị lỏng sau 200 giờ. Nói cách khác, việc giảm nhiệt độ bề mặt của bộ phận gia nhiệt PTC có thể làm giảm sự suy giảm công suất, nhưng thể tích của bộ phận gia nhiệt không khí sẽ tăng lên và chi phí cũng sẽ tăng lên.

​
3.4 Các tình huống ứng dụng.

Làm nóng hoặc sấy khô quần áo, giày dép, tay, chất làm khô, trà và các sản phẩm nông nghiệp bằng không khí nóng, làm nóng hoặc sấy khô tủ quần áo, giá sách, tủ giày, phòng, phòng tắm, nhà máy, trung tâm mua sắm, nhà kho, tủ điều khiển điện, toa tàu cao tốc, thiết bị điện và kho chứa, lò nướng kiểu đường hầm, sưởi ấm bằng khí nén và tải xả pin.

Công suất gia nhiệt ổn định có thể dao động từ 100W đến 10KW. Nếu công suất của một máy sưởi đơn nhỏ hơn, nó có thể giảm lỗi và cải thiện tỷ lệ đủ điều kiện. Nếu cần công suất lớn hơn, có thể sử dụng nhiều máy sưởi. Điện áp làm việc là 12V ~ 420V, có thể sử dụng cả AC và DC. Khi điện áp làm việc thấp, cả dòng điện xung và dòng điện ổn định đều lớn, vì vậy tốt nhất là không sử dụng điện áp thấp khi cần công suất cao.

Ưu điểm của máy sấy tóc dây nóng điện là giá thành thấp hơn, nhiệt độ đầu ra cao hơn và thể tích nhỏ hơn. Các vấn đề hiện có: Thứ nhất, sau khi sử dụng trong một thời gian, điện áp chịu đựng cách điện, dòng điện rò rỉ và điện trở cách điện vượt quá tiêu chuẩn; Thứ hai, không thể bật nguồn nếu không có gió. Nếu quạt ngừng chạy, ống dẫn khí bị chặn và thiết bị bảo vệ nhiệt độ trục trặc, máy sưởi sẽ bị cháy do quá nhiệt mà không có gió, thậm chí làm hỏng các vật liệu xung quanh, dẫn đến hỏa hoạn; Thứ ba, sau khi hoạt động lâu dài, dây sưởi điện có thể bị oxy hóa và cháy, ảnh hưởng đến tuổi thọ của nó và thậm chí gây rò rỉ; Thứ tư, khi các chất dễ cháy bám vào máy sưởi, nó có thể gây ra hỏa hoạn.

Máy sưởi không khí PTC có thể khắc phục những nhược điểm của máy sưởi dây điện, với khả năng chịu điện áp cách điện, dòng điện rò rỉ và khả năng chịu cách điện tuyệt vời và ổn định. Chúng có thể bật mà không cần gió, được bảo vệ tự động, sẽ không bắt lửa hoặc cháy và có tuổi thọ cao. Tuy nhiên, nếu chất lượng sản xuất của máy sưởi PTC kém, các vấn đề cũng có thể xảy ra: thứ nhất, thân gốm PTC bị hỏng và cháy, gây ra hiện tượng đoản mạch và cháy lớp cách điện; Thứ hai, công suất sưởi giảm dần theo thời gian sử dụng và không thể đạt được tuổi thọ mong đợi. Một số nhà sản xuất máy sưởi PTC sử dụng vật liệu cấp thấp để giảm chi phí sản xuất và không thể kiểm soát chặt chẽ quy trình sản xuất nếu không có các bài kiểm tra thử nghiệm tuổi thọ. Không phải tất cả các nhà sản xuất PTC đều có thể đảm bảo chất lượng máy sưởi PTC của họ. Việc kiểm soát độ suy giảm công suất, độ chính xác của công suất, dòng điện xung, điện trở, hiệu suất cách điện và độ tin cậy khi sử dụng khác nhau giữa các nhà sản xuất PTC. Do đó, các nhà sản xuất PTC nên được lựa chọn cẩn thận để đảm bảo chất lượng đáng tin cậy.