Общи познания за развитието на електрическото отопление

В ежедневието си използваме безброй електрически уреди, като електрически чайници, готварски печки за ориз, електрически бойлери, електрически кранове за вода и електрически тигани. Нека първо да разгледаме накратко историята на развитието на електроенергетиката.

Преди повече от две хиляди години, когато хората за първи път признаха съществуването на електричество, те започнаха да го изучават и развиват. От първоначалното разбиране на електричеството до откриването на електрическия ток, тяхното изследване се задълбочава стъпка по стъпка, завършвайки с изобретяването на първия в света въртящ се генератор на триене през 1660 г. Това обаче произвежда само статично електричество, което е трудно за практическо приложение. Следователно хората биха могли да продължат да изследват изследванията на електричеството. През 1800 г. Волта, въз основа на по-дълбоките си открития за електрическия ток от предходната година, изобретява първата в света батерия. През 1821 г. Фарадей изобретява първия в света генератор, като става баща на генератора. През 1831 г., въз основа на своите предишни изобретения и допълнителни открития в практиката, Фарадей изобретява първия в света генератор, способен да произвежда непрекъснат ток. Следващите генератори бяха направени на базата на същия принцип на електромагнитна индукция. Оттогава нататък човешките изобретения в електрическите уреди достигат своя връх, отбелязвайки прехода от ерата на теоретичните електрически уреди към ерата на практическите електрически уреди, като различни практически уреди се появяват един след друг.

Произходът и определението на електрическото отопление

Когато беше открит феноменът, че електрически ток, преминаващ през проводник, може да предизвика нагряващ ефект, много изобретатели по света започнаха да изследват и произвеждат различни електрически нагревателни уреди, като по този начин отбелязаха крайъгълен камък в развитието на електрическото отопление.

Електрическото отопление е процес на преобразуване на електрическа енергия в топлинна енергия и нейното използване.

Преглед на развитието на електрически нагревателни тръби

Електрическите отоплителни уреди, които се появяват през 19 век, все още са в начален стадий и изглеждат доста рудиментарни в сравнение със съвременните продукти. Най-ранните им приложения са предимно за домакинска употреба.

През 1859 г. г-н Симпсън произвежда първата в света електрическа нагревателна тръба и получава патент за нея. Този нагревателен елемент се състоеше от навита метална жица, обвита вътре в метална тръба, с керамичен изолационен материал, използван за изолиране на металната тръба от металната жица, образувайки нагревателен елемент-това е електрическата нагревателна тръба, която познаваме днес. Поради липса на съвременни технологии и оборудване по онова време, това изобретение не може да бъде приложено. Също така нямаше подходяща съпротивителна жица като резистивен нагревателен материал; единственият използваем материал беше желязна тел. Желязната тел обаче има много ниско съпротивление, което затруднява производството на високо напрежение, а телта, изработена от благородни метали, е твърде скъпа, което възпрепятства развитието.

Прототипът на електрическата ютия се появява за първи път в Съединените щати през 1893 г., последван от използването на електрически печки през 1909 г. Тези печки използват електрически нагреватели, което означава, че отоплението е изместено от слама и дърва за огрев към електричество, от електрическа енергия към топлинна енергия. Бързото развитие на индустрията за електрически отоплителни уреди обаче наистина последва изобретяването на никел-хромова сплав за нагревателни елементи.

[Изображение]

През 1910 г. Съединените щати успешно разработват първата електрическа ютия, направена с нагревателна жица от никел-хромова сплав. Това фундаментално подобри структурата на електрическата ютия, което доведе до бързото й популяризиране. Нагревателният проводник от никел-хромова сплав притежава устойчивост на висока температура и високо съпротивление, а вече са налични изкуствени неорганични изолационни материали. Това създаде основните условия за производство на електрически нагревателни елементи.

Истинското развитие на електрическите нагревателни елементи се случва по време на Първата световна война, когато основният метод за производството им е процесът на праховата металургия. През 1917 г. американският електроинженер Едуин Л. Виганд изобретява първия в света електрически нагревателен елемент с метална -корпус и основава Wiegand Appliance, фабрика, носеща неговото име, използвайки неговия патент.

През 1918 г. General Electric произвежда електрически нагревателен елемент с концентрично монтирани нагревателен проводник и външна тръба, напълнени с прахообразен изолационен материал. Този метод включва метална тръба, съдържаща концентрична спирална намотка от нагревателна тел, заобиколена от прахообразен изолационен материал; намотката беше фиксирана в центъра на тръбата. След това този елемент се произвежда чрез издърпване, компресиране или свързване на тръбата. Този метод обаче беше неуспешен поради липсата на подходящи машини или производствени методи.

През 1925 г. в Япония се появява продукт с електрически нагревателен елемент, монтиран в тенджера, който се превръща в прототип на съвременната готварска печка за ориз. През този период се появяват и промишлени електрически нагревателни продукти като лабораторни електрически пещи, пещи за топене на лепило и радиатори.

От 1910 до 1925 г. появата и широкото приложение на различни видове електрически отоплителни уреди както в домакинството, така и в промишлеността се развиват бързо, особено в домакинския сектор. През този период се наблюдава голямо развитие в историята на електрическите отоплителни уреди от лят алуминий и лята мед, а изобретяването на сплави от никел-хром постави основите за развитието на индустрията за електрически отоплителни уреди. Докато новите приложения след 20-те години на миналия век бяха по-малко на брой, отколкото в предишния период, всички видове електрически отоплителни уреди претърпяха редизайн и непрекъснато подобрение, отбелязвайки значителен напредък в историята на електрическите отоплителни уреди. В домакинските електрически отоплителни уреди различни уреди са проектирани да бъдат по-естетически приятни, издръжливи и здрави и повечето от тях разполагат с автоматичен контрол на температурата и времето, което ги прави лесни за използване. Едновременно с това материалите, използвани в производството, бяха подобрени, като например използването на високо-качествена никелова-хромова жица клас А и магнезиев оксид или прах от магнезиев оксид като изолация.

След 40-те години на миналия век, поради напредъка в американската наука и технологии, по-ниските разходи за електроенергия и увеличените приходи от икономическото развитие, електрическите отоплителни уреди започват да навлизат във фаза на широко разпространение. Според данните степента на навлизане на електрическите ютии в американските домакинства надхвърля 90% през този период.

В Европа до средата на 50-те години използваните методи са доста сложни, което води до високи разходи. Едва след като Burton Kanthal популяризира процеса на машинно производство, специално проектиран за американския пазар от г-н Oakley, приложението и широкото използване на електрически нагревателни елементи станаха обичайни в световен мащаб поради напредъка в производственото оборудване.

Освен гореспоменатите производствени методи, имаше и процесът на Бек и процесът-начупване на тръби. През 1926 г. норвежецът CW Beck е пионер в метода за производство на електрически нагревателни елементи. Това включва превръщането на чист метален магнезий в магнезиев хидроксид (Mg(OH)₂) под високо налягане и пара с висока температура. Това включва спираловидно навиване на съпротивителен проводник вътре в магнезиева тръба или оформяне на две магнезиеви ленти и поставяне на съпротивителен проводник между тях. След това съпротивителният проводник и магнезиевата тръба (или лента) се поставят в метален корпус и се подлагат на нагряване под налягане (приблизително 20-30 атмосфери пара). Под въздействието на прегрята пара металният магнезий се превръща в Mg(OH)₂ и неговият обем се увеличава значително. Това фиксира съпротивителния проводник в средата и го бронира напълно в магнезиев хидроксид. След това, за да се превърне магнезиевият хидроксид в MgO, елементът се подлага на отгряване.

Друг метод, използван в продължение на много години, особено в Швейцария и Германия, включва затваряне на съпротивителната намотка в керамична тръба, подобно на използването на традиционни изолационни перли като талк. Съпротивителният проводник и изолационната тръба са бронирани в обвивка на метална тръба. Кухината вътре в съпротивителната намотка е пълна с натрошен изолационен материал, за да се предотврати изместването на съпротивителната жица по време на последваща обработка. За допълнително подобряване на топлопроводимостта между съпротивителния проводник и металната обвивка полузавършеният нагревателен елемент е изкован, валцован или пресован, за да се намали външният му диаметър, което води до смачкване на керамичната тръба по време на обработката; това е известно като метод на смачканата тръба. Някои от тези методи се използват и днес и на практика са методите за производство на нагревателни елементи.

В края на 20-ти и 21-ви век електрическите нагревателни тръби достигнаха зрялост и бяха приложени в различни области, включително граждански, индустриални и военни приложения. Например повечето малки домакински уреди като електрически чайници, електрически чаши за вода, електрически ютии и електрически фурни използват предимно електрически нагревателни елементи; докато нагревателите за помещения, нагревателите за баня и някои други нагреватели използват електрически нагревателни елементи от въглеродни влакна с далечни инфрачервени лъчи. Появата на електрически нагревателни елементи и непрекъснатото съзряване на технологията, заедно с оцеляването на-на--принципа на най-подходящия сред производителите, доведоха до непрекъснатото развитие и широко разпространеното пускане на пазара на все по-сложни продукти, носещи бързина, удобство, простота и безопасност в живота и работата на хората. През последните години производителите на електрически отоплителни компоненти за малки домакински уреди обикновено завършват тази част от работата преди време. Например, когато произвеждат аксесоари за производителите на парни ютии, те се развиха от доставка на прости електрически нагревателни елементи до директно доставяне на устройства за генериране на пара. Днес производителите на електрически нагревателни компоненти могат също да доставят комбинирани електрически нагревателни компоненти, като моментни електрически нагревателни елементи.

Измина повече от век и електрическите нагревателни елементи се развиха значително, с безброй разновидности. Развитието на електрическите нагревателни елементи еволюира от просто заместване на оборудване до игра на решаваща роля в оборудването.

Преглед на развитието на електрическите нагревателни елементи в моята страна Преди освобождението, поради империалистическата агресия и реакционното управление, индустрията на електрическите нагревателни уреди в моята страна остана изключително изостанала, развивайки се стабилно едва след освобождението. В края на 50-те и началото на 60-те години на миналия век електрическите нагревателни елементи започнаха да се появяват и развиват бързо в моята страна. През 1958 г. моята страна създаде първата си фабрика за електрически нагревателни елементи-Шанхайската фабрика за електрически нагревателни уреди, най-ранният производител на електрически нагревателни елементи в страната. Впоследствие фабрики за електрически нагревателни елементи бяха създадени в цялата страна, достигайки своя връх през 2008 г. В момента, според непълни статистики, има над десет хиляди производители на електрически нагревателни елементи в моята страна, включително добре-известни компании като Zhongri Electric Heating, Hangzhou Kawai, Hangzhou Zopas, Zhenjiang Dongfang Electric Heating, Ningbo Seine и Changzhou Ximate. Днес, след десетилетия на непрекъснато развитие, продуктите с електрически нагревателни елементи се използват в широка гама домакински уреди, включително електрически бойлери, микровълнови печки, фурни, електрически кухненски уреди, електрически чайници, съдомиялни машини, хладилници, сушилни и климатици. През последните години, по-специално, разнообразието, количеството и степента на навлизане на електрически нагревателни елементи претърпяха бърз растеж. Поради социалното развитие продуктовата структура на електрическите нагревателни тръби също се разви заедно с непрекъснатото развитие на технологията за приложение на електрическо отопление, инженерната технология, технологията на материалите и технологията на оборудването. Особено в днешния бързо развиващ се пазар на електрически нагревателни елементи, електрическите нагревателни тръби, като основен представителен продукт в серията електрически нагревателни елементи, стават все по-разпространени и популярни на пазара. Все още обаче има много незадоволителни аспекти и проблеми в свързаните технически изследвания, производствения процес и практическото използване на електрическите нагревателни тръби и техните продукти, изискващи съвместните усилия на съответния технически персонал, правителствени отдели, изследователски институции, университети и производствени предприятия. Следователно променящите се времена и технологичният прогрес са основните причини за директното развитие на електрически нагревателни тръби и също така играят положителна роля в насърчаването на предприятията за електрически нагревателни тръби.

Причини за бързото развитие на електрическите нагревателни тръби Широкото използване на електрически нагревателни тръби е очевидно за всички. Пазарът предлага голямо разнообразие от електрически нагревателни тръби, като областите на тяхното приложение непрекъснато се разширяват. Според съответните анализатори една от причините за бързото развитие на електрическите нагревателни тръби е, че нагревателното оборудване с електрически нагревателни тръби има значителни предимства в сравнение с други нагревателни съоръжения. Затова електрическите нагревателни тръби никнат като гъби след дъжд. По-долу са някои прости обобщения на причините за бързото развитие на електрическите нагревателни тръби.

Ⅰ. **Опростен производствен процес:** Въпреки че производственият процес на електрически нагревателни тръби е прост, той изисква щателно внимание към детайла. Основните компоненти се намират във вътрешен съпротивителен проводник, магнезиев прах и тръби; качеството на тези материали пряко определя качеството на нагревателната тръба.

**Ниска цена:** Електрическите нагревателни тръби са евтини, като използват основно неръждаема стомана, която предлага отлична електрическа проводимост. В дългосрочен план това може значително да намали оперативните разходи за бизнеса.

**Лесна и удобна работа: ** Електрическите нагревателни тръби са лесни за използване. Просто ги свържете към електричество за отопление. Топлинният ефект на тока бързо повишава температурата до желаното ниво, което го прави много по-удобен от традиционните методи за отопление.

**Висока ефективност:** Електрическите нагревателни тръби преобразуват електрическата енергия в топлинна енергия. Напрежението е регулируемо и като цяло могат да отговорят на изискванията ни за висока-температура.

**Тенденции в развитието на електрическите нагревателни тръби:** Развитието на електрическото отопление следва същите тенденции като другите индустрии. Постепенно се популяризира от напреднали страни в страни по света; постепенно се развива от градове към селски райони; еволюира от колективна употреба до семейна и индивидуална употреба; продуктите непрекъснато се развиват от прости структури до сложни и сложни структури; те са еволюирали от еднофункционални до много-функционални и постепенно се движат към интелигентно развитие; продуктите са еволюирали от нисък-клас към висок-клас.