เครื่องทำความร้อนแบบจุ่มทำงานอย่างไร

เครื่องทำความร้อนแบบจุ่มทำงานอย่างไร

เครื่องทำความร้อนแบบจุ่มเป็นหนึ่งในโซลูชันการทำความร้อนไฟฟ้าที่เชื่อถือได้และใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในการใช้งานทั้งในบ้านและอุตสาหกรรม ไม่ว่าคุณจะรักษาน้ำร้อนไว้ในถังในครัวเรือนหรือเก็บน้ำมัน สารเคมี หรือของเหลวในกระบวนการผลิตจำนวนมากไว้ที่อุณหภูมิที่เหมาะสมในโรงงาน หลักการทำงานพื้นฐานยังคงตรงไปตรงมาและมีประสิทธิภาพอย่างน่าทึ่ง

ที่แกนกลางของเครื่องทำความร้อนแบบจุ่มทำงานบนหลักการของเครื่องทำความร้อนจูล(หรือเรียกอีกอย่างว่าการให้ความร้อนแบบต้านทาน) เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านวัสดุที่มีความต้านทานไฟฟ้าสูง ความต้านทานจะทำให้พลังงานไฟฟ้าแปลงเป็นพลังงานความร้อน - ความร้อนโดยตรง นี่เป็นกระบวนการพื้นฐานแบบเดียวกับที่ทำให้กาต้มน้ำไฟฟ้าต้มน้ำหรือขนมปังสีน้ำตาลของเครื่องปิ้งขนมปัง

ส่วนประกอบพื้นฐานและวิธีการทำงานร่วมกัน

เครื่องทำความร้อนแบบแช่ทั่วไปประกอบด้วยส่วนสำคัญดังต่อไปนี้:

องค์ประกอบความร้อน- โดยทั่วไปทำจากลวดนิกโครม (โลหะผสมนิกเกิล-โครเมียม) หรือวัสดุที่มีความต้านทานสูง-ที่คล้ายกัน ลวดนี้ขดและบรรจุอยู่ภายในท่อโลหะป้องกัน (ปลอก)

ฝัก/ท่อ- องค์ประกอบความร้อนถูกปิดผนึกไว้ในท่อโลหะที่ทนต่อการกัดกร่อน- ซึ่งส่วนใหญ่ทำจากทองแดง สแตนเลส อินคอลอยย์ หรือไทเทเนียม ขึ้นอยู่กับของเหลวที่ถูกให้ความร้อน ปลอกนี้ช่วยปกป้ององค์ประกอบจากการสัมผัสโดยตรงกับของเหลว ในขณะเดียวกันก็ถ่ายเทความร้อนออกไปด้านนอกได้อย่างมีประสิทธิภาพ

อุปกรณ์ติดตั้ง- ซึ่งอาจเป็นปลั๊กสกรู (เกลียว) หน้าแปลน (ยึดด้วยสลักเกลียว/เชื่อม) หรือเหนือ-การออกแบบด้านข้าง- ช่วยให้สามารถติดตั้งในถัง ภาชนะ หรือกระบอกสูบได้อย่างปลอดภัย

เทอร์โมสตัทและระบบควบคุมความปลอดภัย(ในการติดตั้งแบบถาวรส่วนใหญ่) - สิ่งเหล่านี้จะควบคุมอุณหภูมิและป้องกันความร้อนสูงเกินไป

เมื่อมีการจ่ายไฟ (โดยทั่วไปคือ 220-240V สำหรับหน่วยภายในประเทศหรือแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าในการใช้งานทางอุตสาหกรรม) กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านองค์ประกอบความร้อนแบบต้านทาน ความต้านทานสูงทำให้เกิดความร้อนสูง ซึ่งมักจะสูงถึงอุณหภูมิพื้นผิวหลายร้อยองศาเซลเซียส ความร้อนนี้นำความร้อนโดยตรงผ่านเปลือกไปยังของเหลวที่อยู่รอบๆ

ของเหลวที่ให้ความร้อนจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากความหนาแน่นลดลง ทำให้เกิดกระแสการพาความร้อนตามธรรมชาติที่กระจายความร้อนไปทั่วถังหรือภาชนะ เมื่อเวลาผ่านไป การไหลเวียนนี้จะทำให้อุณหภูมิค่อนข้างสม่ำเสมอโดยไม่จำเป็นต้องใช้ปั๊มเพิ่มเติมในการใช้งานถังแบบคงที่ส่วนใหญ่

กลไกการถ่ายเทความร้อนในการทำงาน

แม้ว่าการสร้างความร้อนเริ่มแรกจะเป็นแบบต้านทานล้วนๆ แต่การถ่ายโอนจริงไปยังของไหลจะเกิดขึ้นผ่านกระบวนการหลักสามกระบวนการ:

การนำ- การถ่ายโอนโดยตรงจากพื้นผิวเปลือกร้อนไปยังโมเลกุลที่สัมผัสกัน (ส่วนที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด)

การพาความร้อน- การเคลื่อนไหวตามธรรมชาติของของเหลวอุ่นขึ้นและของเหลวเย็นลงด้านล่างทำให้เกิดการไหลเวียน

การแผ่รังสี- มีส่วนช่วยเล็กน้อยที่พลังงานอินฟราเรดถูกปล่อยออกมา แต่สิ่งนี้มีบทบาทน้อยกว่ามากในการทำความร้อนของเหลวเมื่อเปรียบเทียบกับการนำและการพาความร้อน

การผสมผสานนี้ทำให้เครื่องทำความร้อนแบบจุ่มมีประสิทธิภาพอย่างมาก - ซึ่งมักจะบรรลุผลใกล้เคียงกันพลังงาน 100%-เป็น-การแปลงความร้อนเนื่องจากไม่มีการเผาไหม้หรือการสูญเสียไอเสียเหมือนในระบบที่ใช้แก๊สหรือเชื้อเพลิง-

ประเภททั่วไปของเครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม

ผู้ผลิตเสนอการกำหนดค่าหลายแบบเพื่อให้เหมาะกับความต้องการที่แตกต่างกัน:

เครื่องทำความร้อนแบบจุ่มแบบสกรู- กะทัดรัดและติดตั้งง่าย เหมาะสำหรับถังขนาดเล็กหรือเรือที่มีพอร์ตแบบเกลียว

เครื่องทำความร้อนแบบจุ่มหน้าแปลน- ใช้สำหรับการใช้งานที่ใหญ่กว่า สูง-แรงดันสูง หรือมีความจุสูง- (พบได้ทั่วไปในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี การแปรรูปอาหาร และอุตสาหกรรมเคมี)

เหนือ-เครื่องทำความร้อนด้านข้าง-- แบบพกพาและติดตั้ง/ถอดง่าย; เป็นที่นิยมสำหรับรถถังเปิดหรือเมื่อไม่สามารถดัดแปลงเรือที่มีอยู่ได้

เครื่องทำความร้อนหมุนเวียน- เครื่องทำความร้อนติดตั้งอยู่ในวงด้านข้างซึ่งมีการไหลแบบปั๊ม ให้ความร้อนที่รวดเร็วและแม่นยำมากสำหรับกระบวนการต่อเนื่อง

การเลือกใช้วัสดุเป็นสิ่งสำคัญในการใช้งานทางอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่น ทองแดงทำงานได้ดีกับน้ำสะอาด ในขณะที่อินคอลอยย์หรือไทเทเนียมเป็นที่นิยมสำหรับสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อน กรด หรือน้ำมันที่มีอุณหภูมิสูง-

เหตุใดเครื่องทำความร้อนแบบจุ่มจึงยังคงได้รับความนิยมในการค้าโลก

จากมุมมองของการส่งออก เครื่องทำความร้อนแบบแช่มีมูลค่าสูงเนื่องจากความเรียบง่าย อายุการใช้งานที่ยาวนาน และความต้องการการบำรุงรักษาต่ำ พวกเขาไม่ต้องการโครงสร้างพื้นฐานด้านเชื้อเพลิง ไม่ปล่อยมลพิษ และสามารถควบคุมข้อได้เปรียบ - ได้อย่างแม่นยำ ซึ่งดึงดูดผู้ซื้อในอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่น้ำมันและก๊าซ และการบำบัดน้ำเสีย ไปจนถึงการแปรรูปอาหารและเครื่องดื่ม และยา

ไม่ว่าจะเป็นการป้องกันความเย็นจัดในสภาพอากาศหนาวเย็น การรักษาความหนืดของกระบวนการ หรือการให้ความร้อนสำรอง เครื่องทำความร้อนแบบจุ่มจะให้ประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอทุกปี

กล่าวโดยสรุป ความสวยงามของเครื่องทำความร้อนแบบจุ่มอยู่ที่ความเรียบง่ายสง่างาม: ไฟฟ้า → ความต้านทาน → ความร้อน → การถ่ายโอนโดยตรงไปยังของเหลว ไม่มีเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ซับซ้อน ไม่มีเปลวไฟ - เพียงแค่ให้ความร้อนที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพตรงจุดที่ต้องการ