Cómo elegir un calentador PTC

Cuatro consideraciones de selección para los calentadores PTC

Los elementos calefactores de coeficiente de temperatura positiva tienen algunas propiedades únicas que se tienen en cuenta al decidir qué tipo de elementos se utilizan para aplicaciones industriales. Se trata de aplicaciones de calefacción a pequeña escala tanto para aplicaciones industriales, comerciales y residenciales.

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1. Aplicación
2. Temperatura y controles
3. Voltaje y densidad de vatios
4. Espacio y seguridad

¿Cómo repercute la aplicación en las consideraciones de diseño?

Encontramos elementos de termistores PTC en casi todas las industrias. Se conocen principalmente como elementos calefactores PTC o elementos calefactores cerámicos PTC utilizados para crear calor. Utilizados en aplicaciones industriales, son aplicaciones de calefacción a pequeña escala, no hornos o calderas.

Calentamiento del espacio o del aire

El uso de un elemento calefactor PTC para calentar el espacio es muy común. Estas unidades están dentro:

• Calentadores de hogar
• Cabinas de mando o cabinas de conducción de equipo pesado
• Aumentar la calefacción en los conductos de aire
• Los recintos exteriores...

El espacio de la casa, la cabina del camión y los calentadores de los conductos requieren un termostato de algún tiempo para controlar la temperatura del recinto para la comodidad humana. Los ambientes de recintos exteriores pueden usar un termostato o un hidrostato con la temperatura máxima en mente.

La salida del elemento calefactor, aunque controlada por el termostato, sigue ofreciendo algunas características deseables en comparación con los calentadores tradicionales resistentes. La temperatura máxima puede ser diseñada en la unidad para actuar como una característica de seguridad tanto para el circuito, la prevención de incendios, y el sobrecalentamiento.  

El elemento calefactor de aire PTC ajusta automáticamente la resistencia del circuito en base a la temperatura ambiente. En algunas aplicaciones, esto hace posible no requerir circuitos de control adicionales.  

Si la temperatura requerida en el espacio calentado por el aire es de 75 grados, el propio elemento PTC puede ser diseñado para no apagarse cuando la temperatura ambiente alcance los 75 grados. A menudo los calentadores eléctricos son difíciles de ajustar si el circuito de control no incluye un dispositivo sensor de temperatura.

Calentamiento de la superficie

Definimos el calentamiento de la superficie como la transferencia del calor generado por el elemento calefactor PTC que se dirige a otra superficie. A Calentador de brida PTC es ideal para este propósito porque el elemento está en una brida de aluminio extruido que se adhiere a la superficie a calentar.

Estos calentadores de superficie se sujetan con sujetadores mecánicos, tornillos y pernos y utilizan una silicona conductora del calor o un material similar para cerrar cualquier hueco de aire entre las superficies. Aplicaciones típicas:

• Equipo de fabricación
• Dispositivos de cuidado personal
• Protección contra la condensación
• Conducción de calor
• Fuera de las cajas electrónicas

Los calentadores con aletas PTC son calentadores de superficie. Su estructura de aletas de aluminio irradia el calor del aparato al aire dentro del armario.  

Calentadores de cartucho, empotrados o de inmersión

Calentadores incorporados se insertan en superficies sólidas como moldes o matrices de equipos para mantener una temperatura específica.  Calentadores de cartucho PTC vienen en formas tubulares. El cartucho calentador PTC transfiere el calor de manera uniforme al tubo circular que conduce el calor a las superficies adyacentes.

Calentadores de inmersión son calentadores de cartucho con conexiones eléctricas que sobresalen a través de un dispositivo de montaje en un extremo del tubo. El montaje se inserta en la pared de un recipiente de forma hermética para evitar fugas.

Una aplicación típica sería similar a un calentador de agua doméstico a escala industrial. El elemento de inmersión calienta el contenido, estos calentadores calientan desde el interior de forma más eficaz.

Calentadores de convección

Calentadores de convección PTC transfieren calor cuando el aire del ambiente pasa sobre sus aletas. Calentando a través del efecto chimenea y diseñando para una temperatura específica, simplifican el circuito de control y reducen el costo. A calentador de aire con aletas es un excelente ejemplo de un calentador de convección.

Los calentadores vienen en una variedad de orientaciones y configuraciones, se sujetan a las cajas eléctricas simplemente con el montaje en bastidor directamente a los rieles DIN. Estas unidades están aisladas eléctricamente del circuito del calentador PTC y son seguras al tacto.  

Calentadores de aire

Calentadores de aire PTC are similar to the convection heaters with more surface ar

La combinación del efecto limitador de temperatura independiente del elemento calefactor PTC y el ajuste del volumen de aire los hace superiores para el control de la temperatura.  

La calefacción del espacio para camiones o cabinas de equipos agrícolas, barcos o recintos exteriores expuestos a condiciones climáticas extremas es la que se utiliza para estos calentadores. También reemplazan a los tradicionales elementos calefactores resistentes que se encuentran en los sistemas de HVAC.

Calentadores de ventilador

 Los calentadores de ventilador PTC producen un volumen de aire calentado mayor que el requerido, y un ventilador incorporado es más deseable que el aire forzado separado. En estos casos, el ventilador se incorpora directamente en la unidad de calefacción - los circuitos separados alimentan el ventilador y la corriente de calefacción.

Normalmente la eficiencia de la salida de la calefacción es más significativa que la de las unidades de calefacción convencional o de aire acondicionado. También facilitan la instalación en los armarios con soportes de paneles incorporados. Estos calentadores pueden servir para calentar cualquier espacio cerrado de forma similar a otros calentadores. 

No sólo para aplicaciones industriales, los calentadores de ventilador pueden incorporarse a productos de consumo como chimeneas eléctricas o calentadores de espacio. Los ventiladores tienen protectores de dedos incorporados y aislamiento de voltaje para uso doméstico o transporte como camiones y cabinas de equipos

Temperatura y controles

Sistemas de calefacción eléctrica

Los sistemas de calefacción eléctrica requieren circuito de control para fijar y controlar la temperatura. Las aplicaciones que utilizan elementos calefactores PTC pueden o no requerir sistemas de control debido a la naturaleza autorreguladora de los elementos.

Autorregulación

Las aplicaciones como los paneles de control remoto exterior u otros dispositivos autónomos como los cajeros automáticos o incluso los dispositivos médicos pueden no necesitar un sistema de control. Los elementos cerámicos del PTC están diseñados específicamente para una temperatura determinada.

Una vez a la temperatura de diseño, la naturaleza del dispositivo de coeficiente de temperatura positiva es aumentar drásticamente la resistencia del circuito y detener el flujo de corriente. El sobrecalentamiento no es una preocupación.  

También característico de este coeficiente de temperatura positiva, los calentadores PTC es su capacidad de responder a la temperatura ambiente. A medida que la temperatura ambiente baja, la resistencia del circuito baja, generando más calor. A medida que la temperatura aumenta, el dispositivo aumenta la resistencia, reduciendo la temperatura.

Control de temperatura y potencia

Cuando la temperatura necesita un circuito de control, los elementos calefactores PTC pueden ser aún más eficientes energéticamente que los calefactores de resistencia tradicionales. Los ventiladores o las unidades de aire forzado alejan el calor de los elementos hacia el espacio adyacente que necesita dispositivos de control.

An HVAC or vehicle cabin heater needs a temperature sensor that detects the heat or temperature level in the heated

Hydrostats

Este El dispositivo de control monitoriza la humedad y envía señales de control al controlador de potencia, ajustando la temperatura para la humedad del aire. La humedad puede destruir la electrónica y otros componentes científicos, donde la detección de la temperatura no es suficiente para mantener las condiciones ambientales adecuadas.

Voltaje y densidad de vatios

Los calentadores PTC vienen en voltajes estándar de 12V, 24V, 120V y 240V. La mayoría de los ingenieros saben que los vatios producidos son una función del voltaje y la corriente.  

El vataje del calentador

Vatios = Corriente X Voltaje o amperios X voltios. Los vatios son la potencia producida por el dispositivo, que depende del voltaje y la corriente. Potencia es otro término utilizado para describir el voltaje y la corriente. La energía crea calor en una resistencia, y en un elemento calefactor de cerámica PTC se transfiere al material que la encierra.

La temperatura del calentador

Calcular la temperatura creada por la energía es un poco más complicado. El calor producido por el elemento calefactor eleva la temperatura. El calentamiento se mide en BTU o Unidades Térmicas Británicas. Un BTU es un calor necesario para elevar la temperatura de una libra de agua en un grado Fahrenheit.  

¿Estás confundido? Apuesto a que piensas que una libra es una medida de la moneda británica, y el líquido se mide en litros! No es relevante para determinar la temperatura pero te hizo considerarlo.

Para entender mejor la temperatura, necesitaría saber la capacidad de calor específica de un material y su peso en gramos, ¡no en libras! Y el número de julios en una BTU. Todo lo cual está fuera del alcance de este artículo.

Densidad de vatios del conjunto de la calefacción

La densidad de vatios se expresa en vatios por pulgada cuadrada o metro, dependiendo del lado del estanque en el que estés. Densidad de vatios = potencia/área de superficie. La eficiencia de la potencia transmitida a la superficie es un gran factor para calcular la densidad de vatios efectiva.  

Elementos calefactores PTC encerrados en el interior del material que transfiere el calor a la superficie o al aire con silicona u otros materiales conductores para mejorar la densidad de los vatios. Idealmente, para una aplicación, cuanto más baja sea la densidad de vatios para alcanzar una temperatura determinada, mejor.

Otro término utilizado para la densidad de vatios es el flujo de calor. Es la cantidad de calor que emana de la superficie. Un ejemplo de una densidad de vatios muy enfocada sería un sellador de plástico. El flujo requerido para sellar el plástico está muy enfocado.

La seguridad de los empleados y los clientes

Siempre una preocupación cuando se usan equipos de calefacción es la seguridad de los dispositivos. La temperatura, el voltaje y la corriente siempre tienen el potencial de causar lesiones. La seguridad es una consideración esencial en las aplicaciones industriales, comerciales y residenciales.

El voltaje y la corriente de los calentadores deben ser aislados del material de transferencia de calor. Aluminum fins make good conductors of electricity if the heating elements are n

¿Los ventiladores empleados para la calefacción necesitan protectores para los dedos o consideraciones específicas de montaje para asegurar que las personas no puedan entrar en contacto con las aspas?

Las superficies de los conjuntos de calefacción por su naturaleza pueden ser calientes. ¿Necesita un conjunto que proteja las superficies de calefacción del contacto humano?

Elementos y dispositivos de calentamiento de PTC tienen una característica de seguridad incorporada en la que se apagan cuando alcanzan la temperatura deseada. Téngalo en cuenta cuando seleccione una temperatura en unidades que puedan entrar en contacto con humanos o animales.

Consideraciones sobre el espacio

Mientras que el espacio en el que se monta el calentador o el espacio a calentar parece ser una consideración obvia. Cuanto más espacio disponible para el calentador, menor densidad de vatios para la aplicación. Las densidades de vatios más bajas son mejores que las densidades más altas para la eficiencia.

El espacio que requiere calefacción es siempre una consideración. Hay calculadoras en línea disponibles para ayudarle a determinar el vataje apropiado para un espacio dado y los materiales del recinto. En caso de duda, consulte con un especialista en aplicaciones.

Componentes de calentamiento del PTC vienen en una variedad de tamaños para la disponibilidad de espacio. Elija el que mejor se adapte a sus necesidades. ¡No intentes meter una unidad cuadrada en un agujero redondo!

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