بخاری برقی

بخاری برقی، وسیله ای برای گرم کردن اتاق هاست که جریان الکتریکی را با استفاده از مقاومت هایی که انرژی تابشی ساطع می کنند، به گرما تبدیل می کند. مقاومت ها ممکن است از سیم آلیاژی فلزی، ترکیبات کربن غیرفلزی یا مدارهای چاپی تشکیل شده باشند. عناصر گرمایش ممکن است دارای سیم پیچ های مقاومتی نصب شده بر روی عایق ها، مقاومت های فلزی تعبیه شده در عایق نسوز و محصور در فلز محافظ یا یک مدار چاپی محصور در شیشه باشند. ممکن است از پره ها برای افزایش ناحیه ای که گرما را دفع می کند استفاده شود.

گرمایش الکتریکی با استفاده از یک مقاومت در یک مدار الکتریکی به دست می آید. این مقاومت الکترون های آزاد کمی دارد، بنابراین الکتریسیته را به راحتی هدایت نمی کند. همانطور که الکترون ها با مقاومت مواجه می شوند، گرما تولید می شود که انرژی مورد نیاز برای عملکرد دستگاه های الکتریکی را فراهم می کند. اگرچه گرمایش الکتریکی بسیار کارآمد است، اما به دلیل مقدار بالای انرژی الکتریکی مورد نیاز، ممکن است پرهزینه باشد. برق در مقایسه با سایر منابع انرژی مانند آب، گاز و سوخت‌های فسیلی گران‌تر است. با این حال، بخاری های برقی اغلب هزینه های خرید و نصب کمتری دارند و برای خریداران جذاب هستند. برای مصارف خانگی، بخاری های برقی معمولاً با مواد پلاستیکی عایق بندی می شوند تا از شوک الکتریکی جلوگیری کرده و اتلاف انرژی را کاهش دهند.

اجزای تشکیل دهنده بخاری‌های برقی

بخاری برقی از یک هسته گرمایی تشکیل شده اند که وقتی جریان الکتریکی از آن عبور می کند گرم می شود. دو نوع اصلی از هسته های گرمایشی در این دستگاه ها استفاده می شود: هسته های روغنی و هسته های خشک. هسته های خشک که معمولا از سرامیک ساخته می شوند، سبک وزن و ضد نشتی هستند. این رادیاتورهای سرامیکی از نظر انرژی کارآمد هستند و در حفظ گرما عالی هستند که کارایی کلی آنها را افزایش می دهد. بدنه بیرونی رادیاتور معمولا از آلومینیوم یا فولاد ساخته شده است که به اتلاف انرژی کمک می کند.  رادیاتور پر از روغن حاوی روغنی است که برای تامین گرما گرم می شود و در طول عمر محصول نیازی به پر کردن مجدد ندارد. مایع حرارتی داخل رادیاتور در طول مدت استفاده موثر باقی می ماند. سیم‌پیچ‌های مقاومتی در این بخاری‌ها می‌توانند در معرض دید قرار گیرند و بر روی عایق‌ها نصب شوند، در عایق‌های نسوز با یک محفظه فلزی تعبیه شوند، یا در یک محفظه شیشه‌ای در مدار چاپی محصور شوند. علاوه بر این، رادیاتور دارای پره هایی است که با افزایش سطح، اتلاف گرما را افزایش می دهد.

تمام بخاری های برقی دارای یک المنت گرمایشی هستند که یک مقاومت الکتریکی است. آنها بر اساس اصل قانون ژول کار می کنند. این مقاومت ها با انتشار انرژی تابشی انرژی الکتریکی را به انرژی گرمایی تبدیل می کنند. مقاومت ها ممکن است از سیم های آلیاژی فلزی، ترکیبات کربن غیر فلزی یا هر مدار چاپی تشکیل شده باشند. دستگاه های الکتریکی مدرن از فلز نیکروم به عنوان عناصر گرمایش استفاده می کنند. بخاری های برقی از سیم های فلزی نیکروم به عنوان عناصر فعال با عایق سرامیکی استفاده می کنند.

انواع سیم در گرمایش بخاری برقی

به طور کلی سه نوع سیم گرمایش با مقاومت الکتریکی در بخاری برقی وجود دارد که در مقاومت های مدرن استفاده می شود.  سیم باز سیم باز شامل سیم مقاومت نیکل کروم است که بر روی عایق سرامیکی یا میکا نصب شده است. حفاظت مناسب از این سیم بسیار مهم است، زیرا تماس مستقیم کاربران یا اجسام فلزی با سیم می تواند منجر به شوک الکتریکی شدید شود.

حالت های انتقال حرارت در بخاری ها چیست انتقال حرارت از طریق سه حالت اصلی انجام می شود: رسانایی، همرفت و تابش. هر حالت حرارت را متفاوت پردازش می کند. بیایید هر روش را جداگانه بررسی کنیم.  روش رسانایی این روش انتقال حرارت شامل انتقال گرما از یک مولکول گرم شده به مولکول دیگر یا بین مواد در تماس مستقیم است. بنابراین انرژی از طریق تماس مستقیم از یک ماده به ماده دیگر منتقل می شود. بسیاری از دستگاه های الکتریکی از این روش انتقال حرارت استفاده می کنند. سرعت رسانش گرما تحت تأثیر گرادیان دما است. دماهای بالاتر منجر به سرعت بالاتر هدایت می شود.  حالت همرفتی حالت همرفتی انتقال حرارت در آبگرمکن های غوطه وری و سایر تجهیزات گرمایشی با دمای پایین استفاده می شود.

هنگامی که هوا با المنت گرم شده تماس می گیرد، منبسط می شود و بالا می رود و باعث می شود هوای خنک تر به داخل حرکت کند و آن را جایگزین کند. این گردش هوای سرد و گرم در سراسر اتاق یا ظرف به گرم کردن هوا یا آب کمک می کند. کارایی فرآیند همرفت به عواملی مانند دمای بالای عنصر گرم، اندازه سطح بخاری و محل قرارگیری بخاری بستگی دارد.  فرآیند تابش تشعشع فرآیند انتقال حرارت است که در آن گرما از یک منبع گرم شده ساطع می شود و بدون گرم کردن محیط یا هر چیزی در بین آن به مواد دیگر می رسد. اکثر بخاری های برقی از این روش استفاده می کنند و انرژی گرمایی را برای گرم کردن محیط اطراف خود ساطع می کنند.

انواع بخاری برقی

بخاری های برقی انواع مختلفی دارند که هر کدام برای عملکردها و محیط های خاصی طراحی شده اند و برای استفاده در منازل، ادارات و محیط های صنعتی مناسب هستند. برخی از انواع متداول عبارتند از: بخاری های هوا، بخاری های سرامیکی، بخاری های کارتریجی، بخاری های نواری، کویل بخاری ها، بخاری های درام، بخاری های صنعتی و بخاری های کاپتون و غیره.

سخن پایانی

هوا گرمکن یکی از انواع بخاری برقی است که از هوا برای گرم کردن محیط اطراف استفاده می کند. این دسته شامل بخاری های هوای اجباری، بخاری های تابشی و بخاری های فضایی است. بخاری‌های هوای اجباری از یک فن یا دمنده برای گردش هوا استفاده می‌کنند و اجازه می‌دهند هوای سرد وارد بخاری شود و به عنوان هوای گرم بازگردد. از سوی دیگر، بخاری های تابشی به تشعشعات گرمایی از یک عنصر گرم متکی هستند، با همرفت به توزیع هوای گرم در اطراف منطقه کمک می کند.

بخاری های فضایی واحدهای مستقلی هستند که می توانند با استفاده از هر یک از روش های ذکر شده کار کنند.  انتقال حرارت هوا گرمکن در بخاری هوا، انتقال حرارت از طریق همرفت انجام می شود، فرآیندی که در آن گرما از طریق یک سیال یا محیط منتقل می شود. این یک جریان همرفتی ایجاد می کند که می تواند جریان آزاد یا اجباری باشد. همرفت اجباری شامل گردشی است که توسط یک پمپ یا فن ایجاد می شود، در حالی که همرفت جریان آزاد برای هدایت جریان به تغییرات دما و گرادیان غلظت متکی است.