Elemento PTC Aquecimento por convecção

PTC Aquecimento por convecção melhora a eficiência

New PTC ceramic heating elements improve the efficiency of typical resistive heating elements used in applications where natural convection heaters are preferable over conventional forced-air heat

O PTC, Coeficiente de Temperatura Positiva, elemento de aquecimento é construído em perfis de alumínio extrudado combinando alta capacidade térmica com baixo peso, sem a necessidade de ventiladores adicionais para transferir calor. Os perfis de alumínio são projetados para uma ótima transferência de calor através de um efeito chaminé.

Transferência Eficiente de Energia

Em qualquer aplicação de aquecimento, alguma forma de energia, elétrica, gás, petróleo ou mesmo energia hidrelétrica está sendo convertida em calor. A energia de um é convertida em energia térmica que, por sua vez, eleva a temperatura do ar ou objeto físico adjacente para trazer ambos em equilíbrio.

Um sistema de aquecimento por convecção PTC converte a energia eléctrica através do elemento resistivo em calor que se transfere muito eficazmente para a caixa de alumínio. A carcaça de alumínio é projetada para irradiar o calor por convecção natural para o ar adjacente.  O ar aquecido sobe naturalmente e é dirigido para a área a ser aquecida. O ar aquecido transfere então o calor para as superfícies mais frias até que as superfícies, incluindo a pele humana, alcancem o equilíbrio com o ar.  

Devido ao tamanho compacto destes elementos de aquecimento e à densidade de potência, a transferência de energia é mais eficiente do que muitos outros tipos de elementos de aquecimento. Os elementos de PTC consomem mais energia inicialmente devido à menor resistência e ao aquecimento mais rápido, mas menor potência à medida que o elemento atinge o equilíbrio com a superfície adjacente.

Controle de temperatura

Os elementos PTC são valorizados devido à relação entre a temperatura e a resistência do circuito. À medida que a temperatura aumenta, a resistência do circuito aumenta. Esta relação é descrita como um Coeficiente de Temperatura Positiva.

Mais importante ainda, não há risco de sobreaquecimento devido às características dos aquecedores com coeficiente de temperatura positivo PTC.

Aplicações para Aquecimento por Convecção PTC

Gabinetes e Gabinetes Elétricos

Prevenção da condensação é importante em armários e recintos expostos ao tempo e aos elementos. A natureza única de um aquecedor de ar PTC é ideal para estas aplicações. O elemento ajusta o aquecimento com base na temperatura ambiente, evitando a formação de condensação com a mudança de temperatura. Os hidrostáticos são frequentemente incluídos nos circuitos para detectar condições de humidade.

Compartimentos de veículos

Motores de veículos a diesel são mais lentos a aquecer do que os motores a gasolina. Veículos mais novos de todos os tipos estão começando a convecção PTC e aquecimento por ventilador para aquecer rapidamente os compartimentos dos passageiros até que o calor do motor possa ser utilizado. 2020 Super Duty F-350 com motor diesel é um exemplo de como o aquecimento PTC está sendo usado para o conforto dos passageiros em climas mais frios.

Veículos eléctricos não têm o calor do motor para aquecedores do habitáculo e estão a virar-se para elementos de aquecimento eléctricos e PTC para preencher a lacuna.  A Fuga Ford tem usado o PTC como fonte de calor suplementar desde 2016.

Alimentos & Bebidas Eletrodomésticos

Os aparelhos comerciais utilizados na indústria alimentar e de bebidas requerem temperaturas mínimas em uma ampla gama de aplicações. Muitos podem utilizar o aquecimento por convecção PTC para garantir uma temperatura de set-point precisa, conservar espaço e manter a segurança, tanto em termos de temperatura eléctrica como de superfície. 

Benefícios dos Elementos de Aquecimento por Convecção PTC

Auto-regulação e Segurança

Os elementos de aquecimento PTC são auto-reguladores de temperatura e corrente. Cada elemento de cerâmica de PTC é fabricado a uma temperatura específica. Quando o dispositivo atinge essa temperatura, a natureza inversa do dispositivo aumenta a resistência no circuito até ao infinito, desligando efectivamente o circuito.  

A temperatura é relativa a uma temperatura ambiente tal que, a altas temperaturas ambientes, flui menos corrente no circuito para atingir a temperatura definida sem controles externos. A natureza auto-reguladora protege o dispositivo contra sobretemperatura e corrente.

Dimensionamento compacto e personalizado para aplicações

Os aquecedores tradicionais requerem espaço para elementos de aquecimento resistivos elétricos e circuitos de controlo, tornando-os muitas vezes inadequados para aplicações com espaço limitado. Os elementos cerâmicos PTC estão embutidos em uma extremidade das extrusões de alumínio de tamanho personalizado que requerem muito menos espaço e muitas vezes nenhum circuito de controle.  

Eficiência do Elemento PTC

O aquecimento eléctrico com elementos PTC é mais eficiente do que os aquecedores resistentes tradicionais.  O perfil do Coeficiente de Temperatura Positiva controla a resistência do circuito até um ponto especificamente projetado. Quanto mais quente for o elemento, maior será a resistência. Quanto mais frio o elemento, menor a resistência e mais corrente fluirá aumentando o calor.

Estas características são únicas na medida em que a variação de resistência e temperatura é relativa à temperatura ambiente. Quanto maior for a temperatura ambiente, maior será a resistência no circuito impedindo o fluxo de corrente e o aquecimento do elemento mais lento. 

Voltagens Flexíveis

Os elementos de aquecimento cerâmicos PTC não requerem uma tensão específica para funcionarem eficientemente. As tensões CA ou CC funcionam com estes elementos. A tensão pode ser especificada a partir de 12 V AC/DC - 240 V AC/DC.

Temperatura Limiar

A temperatura limite para os elementos de aquecimento PTC é a temperatura máxima que o elemento atingirá antes que a resistência aumente e desligue a corrente eléctrica do dispositivo. Os dispositivos reais não são selecionados pela temperatura limite, mas pelos requisitos de aquecimento do invólucro e pela potência necessária. Cada dispositivo é seleccionado com base no material e na configuração do material utilizado para transferir o calor para as superfícies circundantes.  

The amount of heat required for a specific size of the cabin, enclosure, or surface area to be heated to a specific temperature determines which combination of PTC element and device is used for the application.  DB

Alta Densidade de Potência

Estes dispositivos têm uma maior densidade de potência do que os aquecedores de fio resistivos. O pequeno tamanho do PTC elementos de aquecimento cerâmicos e a capacidade de ser incorporado directamente nos materiais para uma transferência de calor eficiente resulta numa densidade de energia concentrada.  

Como se dimensiona um elemento de aquecimento por convecção natural PTC?

A DBK USA tem especialistas a postos para responder às suas perguntas.  Os engenheiros de design podem utilizar a calculadora de potência de mão em nosso site.  Sinta-se à vontade para ligar diretamente para nossos especialistas em engenharia térmica no número 1-864-607-9047.  Vá para a nossa página de recursos para mais informações sobre aquecedores por convecção PTC.

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