Bendros žinios apie elektrinio šildymo plėtrą

Kasdieniame gyvenime naudojame daugybę elektros prietaisų, tokių kaip elektriniai virduliai, ryžių viryklės, elektriniai vandens šildytuvai, elektriniai vandens maišytuvai, elektrinės keptuvės. Pirmiausia trumpai pažvelkime į elektros raidos istoriją.

Daugiau nei prieš du tūkstančius metų, kai žmonės pirmą kartą pripažino elektros egzistavimą, jie pradėjo ją tyrinėti ir plėtoti. Nuo pradinio elektros supratimo iki elektros srovės atradimo jų tyrimai žingsnis po žingsnio gilėjo ir baigėsi pirmojo pasaulyje besisukančio trinties generatoriaus išradimu 1660 m. Tačiau tai gamino tik statinę elektrą, kurią buvo sunku pritaikyti praktiškai. Todėl žmonės galėtų toliau tyrinėti elektros tyrimus. 1800 m. Volta, remdamasis ankstesniais metais atliktais gilesniais atradimais apie elektros srovę, išrado pirmąją pasaulyje bateriją. 1821 m. Faradėjus išrado pirmąjį pasaulyje generatorių ir tapo generatoriaus tėvu. 1831 m., remdamasis savo ankstesniais išradimais ir tolesniais atradimais praktikoje, Faradėjus išrado pirmąjį pasaulyje generatorių, galintį gaminti nuolatinę srovę. Vėlesni generatoriai buvo pagaminti remiantis tuo pačiu elektromagnetinės indukcijos principu. Nuo tada žmonių išradimai elektros prietaisų srityje pasiekė aukščiausią tašką, žymintį perėjimą nuo teorinių elektros prietaisų eros į praktinių elektros prietaisų erą, kai vienas po kito atsirado įvairūs praktiniai prietaisai.

Elektrinio šildymo kilmė ir apibrėžimas

Kai buvo atrastas reiškinys, kad elektros srovė, einanti per laidininką, gali sukelti šildymo efektą, daugelis išradėjų visame pasaulyje pradėjo tyrinėti ir gaminti įvairius elektrinius šildymo prietaisus, taip pažymėdami elektrinio šildymo plėtros etapą.

Elektrinis šildymas – tai elektros energijos pavertimo šiluma ir jos panaudojimo procesas.

Elektrinių šildymo vamzdžių kūrimo apžvalga

19 amžiuje pasirodę elektriniai šildymo prietaisai buvo dar tik kūdikystėje, palyginti su šiuolaikiniais gaminiais, atrodė gana elementarūs. Pirmieji jų pritaikymai buvo skirti namų ūkiui.

1859 m. P. Simpsonas pagamino pirmąjį pasaulyje elektrinį šildymo vamzdį ir gavo jam patentą. Šį kaitinimo elementą sudarė suvyniota metalinė viela, aptraukta metalinio vamzdžio viduje, su keramine izoliacine medžiaga, naudojama metaliniam vamzdžiui izoliuoti nuo metalinio laido, sudarant kaitinimo elementą-tai elektrinis šildymo vamzdis, kurį šiandien žinome. Kadangi tuo metu trūko pažangių technologijų ir įrangos, šis išradimas negalėjo būti pritaikytas. Taip pat nebuvo tinkamo varžos laido kaip varžinė kaitinimo medžiaga; vienintelė tinkama medžiaga buvo geležinė viela. Tačiau geležinės vielos savitoji varža yra labai maža, todėl sunku gaminti aukštą įtampą, o iš tauriųjų metalų pagaminta viela buvo pernelyg brangi, o tai trukdė plėtrai.

Elektrinio lygintuvo prototipas pirmą kartą pasirodė JAV 1893 m., o elektrinės viryklės buvo panaudotos 1909 m. Šiose krosnyse buvo naudojami elektriniai šildytuvai, tai reiškia, kad šildymas buvo perkeltas nuo šiaudų ir malkų prie elektros energijos, nuo elektros energijos prie šilumos energijos. Tačiau spartus elektrinių šildymo prietaisų pramonės vystymasis iš tikrųjų įvyko po nikelio -chromo lydinio kaitinimo elementams išradimo.

[Vaizdas]

1910 m. JAV sėkmingai sukūrė pirmąjį elektrinį lygintuvą, pagamintą iš nikelio -chromo lydinio šildymo vielos. Tai iš esmės pagerino elektrinio lygintuvo struktūrą, todėl jis greitai išpopuliarėjo. Nikelio-chromo lydinio šildymo viela turi aukštą atsparumą temperatūrai ir didelę savitumą, o dirbtinių neorganinių izoliacinių medžiagų jau buvo. Taip buvo nustatytos pagrindinės elektrinių šildymo elementų gamybos sąlygos.

Tikrasis elektrinių kaitinimo elementų vystymasis įvyko Pirmojo pasaulinio karo metais, kai pagrindinis jų gamybos būdas buvo miltelinės metalurgijos procesas. 1917 m. amerikiečių elektros inžinierius Edwinas L. Wiegandas išrado pirmąjį pasaulyje elektrinį kaitinimo elementą su metaliniu -korpusu ir, naudodamasis savo patentu, įkūrė gamyklą Wiegand Appliance, pavadintą savo vardu.

1918 m. „General Electric“ pagamino elektrinį kaitinimo elementą, kurio šildymo laidas ir išorinis vamzdis buvo sumontuoti koncentriškai, užpildyti miltelių pavidalo izoliacine medžiaga. Šis metodas apėmė metalinį vamzdelį, kuriame yra koncentrinė spiralinė šildymo vielos ritė, apsupta miltelių pavidalo izoliacinės medžiagos; ritė buvo pritvirtinta vamzdžio centre. Tada šis elementas buvo pagamintas traukiant, suspaudžiant arba surišant vamzdelį. Tačiau šis metodas buvo nesėkmingas, nes trūko tinkamos mašinos ar gamybos metodų.

Iki 1925 m. Japonijoje pasirodė gaminys su elektriniu kaitinimo elementu, sumontuotu puode, tapęs modernios ryžių viryklės prototipu. Per šį laikotarpį atsirado ir pramoninių elektrinio šildymo gaminių, tokių kaip laboratorinės elektrinės krosnys, klijų lydymo krosnys, radiatoriai.

Nuo 1910 iki 1925 metų sparčiai vystėsi įvairių tipų elektrinių šildymo prietaisų atsiradimas ir paplitimas tiek buityje, tiek pramonėje, ypač buitiniame sektoriuje. Šiuo laikotarpiu įvyko didžiulis pokytis aliuminio ir vario elektrinių šildymo prietaisų istorijoje, o nikelio -chromo lydinių išradimas padėjo pagrindą elektrinių šildymo prietaisų pramonės plėtrai. Nors po 1920-ųjų naujų pritaikymų buvo mažiau nei ankstesniu laikotarpiu, visų tipų elektriniai šildymo prietaisai buvo perdaryti ir nuolat tobulinami, o tai žymi didelę pažangą elektrinių šildymo prietaisų istorijoje. Buitiniuose elektriniuose šildymo prietaisuose įvairūs prietaisai buvo sukurti taip, kad būtų estetiškesni, patvaresni ir tvirtesni, o dauguma jų turėjo automatinį temperatūros ir laiko valdymą, todėl juos lengva naudoti. Kartu buvo patobulintos gamyboje naudojamos medžiagos, pvz., kaip izoliacija naudojant aukštos-kokybės A klasės nikelio-chromo vielą ir magnio oksidą arba magnio oksido miltelius.

Po 1940-ųjų, dėl Amerikos mokslo ir technologijų pažangos, mažesnių elektros sąnaudų ir padidėjusių pajamų iš ekonomikos plėtros, elektriniai šildymo prietaisai pradėjo plačiai naudoti. Remiantis duomenimis, per šį laikotarpį elektrinių lygintuvų skverbtis Amerikos namų ūkiuose viršijo 90%.

Europoje iki šeštojo dešimtmečio vidurio naudojami metodai buvo gana sudėtingi, todėl buvo didelės išlaidos. Tik po to, kai Burtonas Kanthalas reklamavo mašinų gamybos procesą, specialiai suprojektuotą Amerikos rinkai P. Oakley, elektrinių kaitinimo elementų taikymas ir platus naudojimas tapo įprastas visame pasaulyje dėl gamybos įrangos pažangos.

Be pirmiau minėtų gamybos metodų, taip pat buvo Beck procesas ir vamzdžio{0}}laužymo procesas. 1926 m. norvegas CW Beck sukūrė elektrinių šildymo elementų gamybos metodą. Tai apėmė gryno metalinio magnio pavertimą magnio hidroksidu (Mg(OH)2) esant aukštam slėgiui ir aukštos temperatūros garams. Tai apėmė varžos vielos spiralinį sukimąsi magnio vamzdžio viduje arba dviejų magnio juostelių formavimą ir varžos vielos įdėjimą tarp jų. Tada varžos viela ir magnio vamzdelis (arba juostelė) buvo įdedami į metalinį korpusą ir kaitinami slėgiu (maždaug 20-30 atmosferų garų). Perkaitintų garų įtakoje metalinis magnis pavirto į Mg(OH)₂, o jo tūris žymiai padidėjo. Tai fiksuoja varžos laidą viduryje ir visiškai apšarvuoja jį magnio hidroksidu. Tada, norint paversti magnio hidroksidą į MgO, elementas atkaitinamas.

Kitas metodas, naudojamas daugelį metų, ypač Šveicarijoje ir Vokietijoje, apima varžos ritės įdėjimą į keraminį vamzdelį, panašiai kaip naudojant tradicinius izoliacinius rutuliukus, tokius kaip talkas. Atsparumo viela ir izoliacinis vamzdis yra šarvuoti metaliniame vamzdžio apvalkale. Atsparios ritės viduje esanti ertmė užpildyta susmulkinta izoliacine medžiaga, kad varžos viela nepasislinktų tolesnio apdorojimo metu. Siekiant dar labiau pagerinti šilumos laidumą tarp varžos vielos ir metalinio apvalkalo, pusiau -gatavas kaitinimo elementas kaldinamas, valcuojamas arba suspaudžiamas, kad būtų sumažintas jo išorinis skersmuo, todėl apdorojant keraminį vamzdelį sutraiškoma; tai žinoma kaip susmulkinto vamzdžio metodas. Kai kurie iš šių metodų vis dar naudojami ir šiandien ir praktiškai yra šildymo elementų gamybos metodai.

XX–XXI amžių pabaigoje elektriniai šildymo vamzdžiai pasiekė brandą ir buvo naudojami įvairiose srityse, įskaitant civilinius, pramoninius ir karinius. Pavyzdžiui, dauguma smulkių buitinių prietaisų, tokių kaip elektriniai virduliai, elektriniai vandens puodeliai, elektriniai lygintuvai ir elektrinės orkaitės, pirmiausia naudoja elektrinius kaitinimo elementus; o patalpų šildytuvuose, vonios kambario šildytuvuose ir kai kuriuose kituose šildytuvuose naudojami tolimojo-infraraudonųjų spindulių anglies pluošto elektriniai šildymo elementai. Elektrinių kaitinimo elementų atsiradimas ir nuolatinis technologijų tobulėjimas bei gamintojų išlikimas-„tinkamiausio“ principo{-principas lėmė nuolatinį vis sudėtingesnių produktų kūrimą ir platų pateikimą į rinką, suteikiantį greitį, patogumą, paprastumą ir saugumą žmonių gyvenimui ir darbui. Pastaraisiais metais smulkių buitinių prietaisų elektrinių šildymo komponentų gamintojai šią darbo dalį paprastai atlieka anksčiau laiko. Pavyzdžiui, gamindami priedus garų lygintuvų gamintojams, jie išsivystė nuo paprastų elektrinių kaitinimo elementų tiekimo iki tiesioginio garo gamybos įrenginių tiekimo. Šiandien elektrinių šildymo komponentų gamintojai taip pat gali tiekti kombinuotus elektrinio šildymo komponentus, tokius kaip momentiniai elektriniai šildymo elementai.

Praėjo daugiau nei šimtmetis, o elektriniai kaitinimo elementai labai išsivystė, begalė rūšių. Elektrinių kaitinimo elementų kūrimas išsivystė nuo paprasčiausio įrangos pakeitimo iki esminio vaidmens įrangoje.

Elektrinių šildymo elementų plėtros mano šalyje apžvalga Prieš išsivadavimą, dėl imperialistinės agresijos ir reakcingo valdymo, mano šalies elektrinių šildymo prietaisų pramonė buvo labai atsilikusi, tik po išsivadavimo ji nuolat vystėsi. Šeštojo dešimtmečio pabaigoje ir šeštojo dešimtmečio pradžioje mano šalyje pradėjo atsirasti ir sparčiai vystytis elektriniai kaitinimo elementai. 1958 m. mano šalyje buvo įkurta pirmoji elektrinių šildymo elementų gamykla{5}}Šanchajaus elektrinių šildymo prietaisų gamykla – pirmoji elektrinių šildymo elementų gamintoja šalyje. Vėliau elektrinių kaitinimo elementų gamyklos buvo įkurtos visoje šalyje, o 2008 m. pasiekė aukščiausią tašką. Šiuo metu, remiantis neišsamia statistika, mano šalyje yra daugiau nei dešimt tūkstančių elektrinių kaitinimo elementų gamintojų, įskaitant{8}} tokias gerai žinomas įmones kaip Zhongri Electric Heating, Hangzhou Kawai, Hangzhou Zopas, Zhenjiang Dongfang X Seineimate, Ninghangbo Electric Heating ir Ninghangbo. Šiandien, po dešimtmečius trukusios nuolatinės plėtros, elektrinių kaitinimo elementų gaminiai naudojami daugelyje buitinių prietaisų, įskaitant elektrinius vandens šildytuvus, mikrobangų krosneles, orkaites, elektrinius virtuvės prietaisus, elektrinius virdulius, indaploves, šaldytuvus, džiovintuvus ir oro kondicionierius. Pastaraisiais metais ypač sparčiai augo elektrinių kaitinimo elementų įvairovė, kiekis ir panaudojimo prasiskverbimo greitis. Dėl socialinio vystymosi elektrinių šildymo vamzdžių gaminių struktūra taip pat pasikeitė kartu su nuolatiniu elektrinio šildymo taikymo technologijų, inžinerinių technologijų, medžiagų technologijų ir įrangos technologijų vystymu. Ypač šiandieninėje sparčiai besivystančioje elektrinių kaitinimo elementų rinkoje elektriniai šildymo vamzdžiai, kaip pagrindinis reprezentacinis elektrinių kaitinimo elementų serijos produktas, tampa vis labiau paplitę ir populiaresni rinkoje. Tačiau vis dar yra daug nepatenkinamų aspektų ir problemų, susijusių su elektros šildymo vamzdžių ir jų gaminių techniniais tyrimais, gamybos procese ir praktiniu panaudojimu, reikalaujančių bendrų atitinkamo techninio personalo, vyriausybės departamentų, mokslinių tyrimų institucijų, universitetų ir gamybos įmonių pastangų. Todėl besikeičiantys laikai ir technologinė pažanga yra pagrindinės priežastys, skatinančios tiesioginį elektrinių šildymo vamzdžių vystymąsi, taip pat vaidina teigiamą vaidmenį skatinant elektrinių šildymo vamzdžių įmones.

Spartaus elektrinių šildymo vamzdžių kūrimo priežastys Plačiai paplitęs elektrinių šildymo vamzdžių naudojimas yra akivaizdus visiems. Rinka siūlo platų elektrinių šildymo vamzdžių asortimentą, o jų pritaikymo sritys nuolat plečiasi. Atitinkamų analitikų teigimu, viena iš spartaus elektrinių šildymo vamzdžių plėtros priežasčių yra ta, kad elektriniai šildymo vamzdžių šildymo įrenginiai turi didelių pranašumų, palyginti su kitais šildymo įrenginiais. Todėl elektrinių šildymo vamzdžių išdygo kaip grybų po lietaus. Žemiau pateikiamos kelios paprastos greito elektrinių šildymo vamzdžių vystymosi priežasčių santraukos.

Ⅰ. **Paprastas gamybos procesas:** Nors elektrinių šildymo vamzdžių gamybos procesas yra paprastas, reikia kruopštaus dėmesio detalėms. Pagrindiniai komponentai yra vidinės varžos laidoje, magnio milteliuose ir vamzdeliuose; šių medžiagų kokybė tiesiogiai lemia šildymo vamzdžio kokybę.

**Mažos kainos:** Elektriniai šildymo vamzdžiai yra nebrangūs, daugiausia naudojami iš nerūdijančio plieno, kuris pasižymi puikiu elektros laidumu. Ilgainiui tai gali žymiai sumažinti įmonių veiklos sąnaudas.

**Paprastas ir patogus valdymas:** Elektrinius šildymo vamzdžius paprasta naudoti. Tiesiog prijunkite juos prie elektros energijos šildymui. Srovės šiluminis efektas greitai pakelia temperatūrą iki norimo lygio, todėl tai daug patogiau nei tradiciniai šildymo būdai.

**Didelis efektyvumas:** Elektriniai šildymo vamzdžiai elektros energiją paverčia šilumos energija. Įtampa yra reguliuojama ir paprastai gali atitikti mūsų aukštos temperatūros reikalavimus.

**Elektrinių šildymo vamzdžių plėtros tendencijos:** Elektrinis šildymas vystosi pagal tas pačias tendencijas kaip ir kitose pramonės šakose. Iš pažangių šalių ji palaipsniui buvo populiarinama visame pasaulyje; ji palaipsniui vystėsi iš miestų į kaimo vietoves; jis išsivystė nuo kolektyvinio naudojimo iki šeimos ir individualaus naudojimo; produktai nuolat vystėsi nuo paprastų konstrukcijų iki sudėtingų ir sudėtingų konstrukcijų; jie iš pavienių funkcijų tapo daugiafunkciniais ir pamažu juda prie protingo tobulinimo; produktai išsivystė iš žemos-galybės į aukščiausios-klasės.