المنت حرارتی تنها جزء سازندۀ یک سیستم حرارتی نیست. در یک هیتر، جدا از المان حرارتی، ترمینال، سیم، عایق‌کاری، بسته‌بندی، روکش، و دوشاخه نیز وجود دارد. این هیترها متناسب با هر کاربرد خاص در شکل‌ها و ساختارهای گوناگونی عرضه می‌شوند. در ادامه، پراستفاده‌ترین نوع هیترها و کاربرد آنها را بررسی می‌کنیم.
- المنت حرارتی جریان هوا: همانطور که از نام این نوع هیتر فهمیده می‌شود، این نوع هیتر برای گرم کردن جریان هوا بکار گرفته می‌شود. هیترهای جریان هوا در اصل یک لولۀ گرم شونده هستند که هوای سرد از یک سر آنها وارد و هوای گرم از سر دیگر آنها خارج می‌شود. روی دیواره‌های لوله کلاف‌های المنت‌های حرارتی قرار دارد؛ این المنت‌ها به وسیلۀ سرامیک و واشرهای نارسانا عایق‌کاری می‌شوند. از این نوع هیترها در کاربردهای جریان شدید با فشار کم استفاده می‌شود. از هیترهای جریان هوا برای جمع‌شدگی حرارتی، لمینت‌کاری، فعال‌سازی چسب، خشک‌سازی، و پخت و پز استفاده می‌شود.
هیتر جریان هوا ساختۀ شرکت Baker Hotwatt
- المنت حرارتی کارتریجی: در این نوع هیتر، یک سیم مقاومتی دور هستۀ سرامیکی تابانده می‌شود؛ جنس هستۀ سرامیکی معمولاً از اکسید منیزیم فشرده است. ساختارهای مستطیلی نیز وجود دارد؛ در این نوع ساختارها، سیم‌های مقاومتی سه تا پنج بار دور طول کارتریج تابانده می‌شوند. سیم مقاومتی یا المنت حرارتی برای انتقال حداکثر گرما نزدیک دیواره‌های مادۀ روکش قرار داده می‌شود. برای محافظت از بخش داخلی، روکش معمولاً از مواد ضد زنگی مانند استیل ضد زنگ ساخته می‌شود. سیم‌ها معمولاً انعطاف‌پذیرند و هر دو ترمینال آنها روی یک سر کارتریج قرار می‌گیرد. از هیترهای کارتریجی برای حرارت قالب‌ها، حرارت سیال‌ها (هیترهای غوطه‌ور شونده)، و حرارت سطح استفاده می‌شود.
هیتر کارتریجی ساختۀ شرکت Backer Hotwatt
- المنت حرارتی لوله‌ای: بخش داخلی هیتر تیوبی به مانند هیتر کارتریجی است. تفاوت اصلی آن با هیتر کارتریجی این است که ترمینال سیم‌ها در دو طرف لوله یا تیوب قرار دارد. لوله را می‌توان خم کرد و به شکل‌های مختلف درآورد تا مناسب فضا یا سطحی که باید گرم شود باشد. همچنین، در این نوع هیتر می‌توان از پره‌هایی که به صورت مکانیکی به سطح روکش چسبانده می‌شوند استفاده کرد تا به انتقال موثر گرما کمک شود. هیترهای لوله‌ای درست به مانند هیترهای کارتریجی اقسام مختلفی دارند و از آنها در کاربردهای مشابهی می‌توان استفاده کرد.
المان هیتر لوله‌ای ساختۀ شرکت Ulanet
- المنت حرارتی باندی: هیتر باندی برای پیچیده شدن دور سطوح استوانه‌ای فلزی یا لوله، بشکه، و طبلک طراحی شده است. هیتر باندی دارای بست قفل شونده است تا محکم دور سطح قرار بگیرد. در داخل باند، هیتر یک سیم مقاومتی یا نوار نازکی است که به وسیلۀ یک لایۀ میکا عایق‌کاری می‌شود. روکش از استیل ضد زنگ یا برنج ساخته می‌شود. مزیت دیگر استفاده از هیترهای باندی این است که آنها سیال داخل یک مجرا را به صورت نامستقیم گرم می‌کنند. این امر بدین معنی است که هیتر در معرض حملۀ شیمیایی سیال قرار نمی‌گیرد. در صورت استفاده از این نوع هیتر برای گرم کردن روغن روانکاری، از خطر آتش‌سوزی نیز جلوگیری می‌شود.
هیتر باندی ساختۀ شرکت Backer Hotwatt
- المنت حرارتی نواری: این نوع هیتر شکلی صاف و مستطیلی دارد و روی سطحی که باید گرم شود قرار داده می‌شود. بخش داخلی آن مشابه هیتر باندی است. اما، مادۀ عایق بجز میکا می‌تواند سرامیک‌هایی مانند اکسید منیزیم و فایبرگلس باشد. از هیترهای نواری معمولاً برای گرم کردن سطح قالب‌ها، تانکر‌ها، و لوله‌ها استفاده می‌شود. بجز گرم کردن سطح، از آنها برای گرم کردن هوا یا سیالات به وسیلۀ سطح‌های پره‌دار نیز می‌توان استفاده کرد. هیترهای نواری پره‌دار در اجاق‌های برقی و هیترهای فضایی بکار برده می‌شوند.
هیتر نواری مینیاتوری ساختۀ شرکت Ulanet
- المنت حرارتی فویلی لایه‌برداری شده: هیتر فویلی لایه‌برداری شده را هیتر فیلم نازک نیز می‌توان نامید. در این نوع هیتر، مادۀ حرارتی مقاومتی لایه‌برداری شده و به فویلی که معمولاً از آلومینیوم ساخته شده چسبانده می‌شود. اگر انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر پارگی بیشتری مورد نیاز باشد، زیرلایه را از لاستیک مصنوعی مقاوم در برابر حرارت یا پولی‌اورتان ترموپلاستیک (TPU) نیز می‌توان ساخت. افزون بر انعطاف‌پذیری، مزیت دیگر آن فاصلۀ کم المنت‌های حرارتی است. این مسئله مزیت ذاتی لایه‌برداری فوتوشیمیایی است. در شکل‌های کوچک حتی به توزیع گرما با چگالی بیشتری حرارتی می‌توان دست یافت. کاربردهای آن در مقایسه با هیترهای سیمی سنتی تخصصی‌تر است. هیترهای فویل لایه‌برداری شده معمولاً در تجهیزات پزشکی، ابزارهای اندازه‌گیری الکترونیکی، تجهیزات فضانوردی، و پوشاک بکار گرفته می‌شوند. برای نصب ساده‌تر این نوع هیترها، یک طرف آنها را می‌توان آغشته به لایۀ چسبنده کرد.
- المنت حرارتی سرامیکی: در این نوع هیتر از سرامیکی که نقطۀ ذوب بالا، پایداری حرارتی بالا، استحکام دمایی بالا، بی‌اثری شیمیایی نسبی بالا، و ظرفیت حرارتی کم دارد استفاده می‌شود. توجه داشته باشید که این نوع سرامیک با سرامیکی که به عنوان مادۀ عایق بکار برده می‌شود تفاوت دارد. به علت ویژگی‌های رسانایی گرمایی مناسب، از این نوع هیتر برای هدایت و توزیع گرما از المان گر‌م‌کننده استفاده می‌شود. هیترهای سرامیکی معمولاً از نیترید سیلیکون و نیترید آلومینیوم ساخته می‌شوند. از آنها معمولاً برای گرم کردن سریع شمع خودرو یا به عنوان شمع‌گرم‌کن استفاده می‌شود. اما، هنگامی که آنها در برابر چرخه‌های گرمایش دمای بالا و سرمایش قرار می‌گیرند، مواد این نوع هیتر از ترک‌خوردگی به علت فرسودگی ناشی از استرس حرارتی آسیب می‌بینند. یک نوع خاص از هیتر سرامیکی سرامیک PTC است. در این نوع هیتر، مصرف توان توسط خود هیتر تنظیم می‌شود و بدین ترتیب از گرم شدن بیش از حد آن جلوگیری می‌گردد.
هیتر سرامیکی ساختۀ Backer Hotwatt
- المنت حرارتی فیبر سرامیکی: در این نوع هیتر، از فیبر سرامیکی به عنوان عایق برای متمرکز ساختن حرارت روی سطحی که باید گرم شود جهت جلوگیری از تلفات سیستم استفاده می‌شود. پدهای فیبر سرامیکی یک سیم مقاومتی تابیده شده در یک طرف دارند. این طرف به سطحی که باید گرم شود چسبانده می‌شود؛ دمای این سطح می‌تواند به 1200 درجۀ سانتی‌گراد برسد.
- المنت شیشه ای: المنت شیشه ای که به آن المنت کوارتز نیز گفته می شود از شیشه ساخته شده و شکل ظاهری آن نیز همچون شیشه است و درون آن با گاز هالوژن پر می‌شود. جنس شیشه های المنت از دو نوع پیرکس و کوارتز می باشد، زیرا این دو نوع مدل، مقاومت زیادی در برابر حرارت از خود نشان می دهند و حتی در زمان هایی که میزان حرارت شدت زیادی داشته باشد مقاوم بوده و نمی شکنند. نهایت گرمای تولید شده در این نوع المنت ها 300 درجه می باشد و جنس شیشه آنها از پیرکس است. همچنین باید گفت که در انواع و رنگ های مختلف شفاف، شیری، سفید و سیاه تولید می شوند.
المنت شیشه ای آکواریومی
منبع:
