Opća saznanja o razvoju električnog grijanja

U svakodnevnom životu koristimo bezbrojne električne uređaje, kao što su kuhala za vodu, kuhala za rižu, električni grijači vode, električne slavine za vodu i električne tave. Pogledajmo prvo ukratko povijest razvoja električne energije.

Prije više od dvije tisuće godina, kada su ljudi prvi put prepoznali postojanje električne energije, počeli su je proučavati i razvijati. Od početnog razumijevanja elektriciteta do otkrića električne struje, njihovo se istraživanje produbljivalo korak po korak, što je kulminiralo izumom prvog svjetskog generatora rotirajućeg trenja 1660. godine. Međutim, on je proizvodio samo statički elektricitet, što je bilo teško praktično primijeniti. Stoga bi ljudi mogli nastaviti istraživati ​​istraživanje električne energije. Godine 1800. Volta je, na temelju svojih dubljih otkrića o električnoj struji prethodne godine, izumio prvu bateriju na svijetu. Godine 1821. Faraday je izumio prvi svjetski generator i tako postao otac generatora. Godine 1831., na temelju svojih prethodnih izuma i daljnjih otkrića u praksi, Faraday je izumio prvi svjetski generator koji je mogao proizvoditi kontinuiranu struju. Naknadni generatori su svi napravljeni na temelju istog principa elektromagnetske indukcije. Od tada su ljudski izumi u električnim uređajima dosegnuli vrhunac, označavajući prijelaz iz ere teoretskih električnih uređaja u eru praktičnih električnih uređaja, pri čemu su se različiti praktični uređaji pojavljivali jedan za drugim.

Podrijetlo i definicija električnog grijanja

Kada je otkrivena pojava da električna struja prolazeći kroz vodič može proizvesti učinak zagrijavanja, mnogi su izumitelji diljem svijeta počeli istraživati ​​i proizvoditi različite električne grijače, označivši tako prekretnicu u razvoju električnog grijanja.

Električno grijanje je proces pretvaranja električne energije u toplinsku energiju i njezino korištenje.

Pregled razvoja električnih grijaćih cijevi

Električni uređaji za grijanje koji su se pojavili u 19. stoljeću bili su tek u povojima i djelovali su prilično rudimentarno u usporedbi s modernim proizvodima. Njihova najranija primjena prvenstveno je bila za uporabu u kućanstvu.

Godine 1859. g. Simpson proizveo je prvu električnu grijaću cijev na svijetu i za nju dobio patent. Ovaj grijaći element sastojao se od smotane metalne žice obložene unutar metalne cijevi, s keramičkim izolacijskim materijalom korištenim za izolaciju metalne cijevi od metalne žice, tvoreći grijaći element-ovo je električna grijaća cijev kakvu danas poznajemo. Zbog nedostatka napredne tehnologije i opreme u to vrijeme, ovaj izum nije mogao biti primijenjen. Također nije postojala prikladna otporna žica kao otporni grijaći materijal; jedini upotrebljivi materijal bila je željezna žica. Međutim, željezna žica ima vrlo mali otpor, što otežava proizvodnju visokog napona, a žica izrađena od plemenitih metala bila je pretjerano skupa, što je kočilo razvoj.

Prototip električnog glačala prvi put se pojavio u Sjedinjenim Američkim Državama 1893. godine, nakon čega su 1909. godine uslijedile upotrebe električnih peći. Te su peći koristile električne grijalice, što znači da se grijanje sa slame i drva za ogrjev prebacilo na električnu energiju, s električne energije na toplinsku energiju. Međutim, brzi razvoj industrije električnih uređaja za grijanje doista je uslijedio nakon izuma legure nikla-kroma za grijaće elemente.

[Slika]

Godine 1910. Sjedinjene Države uspješno su razvile prvo električno glačalo napravljeno od grijaće žice od legure nikla-kroma. Ovo je iz temelja poboljšalo strukturu električnog glačala, što je dovelo do njegove brze popularizacije. Grijaća žica od legure nikla-kroma ima otpornost na visoke temperature i visoku otpornost, a umjetni anorganski izolacijski materijali već su bili dostupni. Time su stvoreni osnovni uvjeti za proizvodnju električnih grijaćih tijela.

Pravi razvoj električnih grijača dogodio se tijekom Prvog svjetskog rata, kada je primarna metoda njihove proizvodnje bio proces metalurgije praha. Godine 1917., američki inženjer elektrotehnike Edwin L. Wiegand izumio je prvi električni grijaći element u metalnom-kućištu na svijetu i pomoću svog patenta osnovao Wiegand Appliance, tvornicu koja nosi njegovo ime.

Godine 1918. General Electric proizveo je električni grijaći element s koncentrično postavljenom grijaćom žicom i vanjskom cijevi, ispunjenih praškastim izolacijskim materijalom. Ova metoda uključuje metalnu cijev koja sadrži koncentričnu spiralnu zavojnicu grijaće žice okruženu praškastim izolacijskim materijalom; zavojnica je bila fiksirana u središtu cijevi. Taj je element zatim proizveden povlačenjem, stiskanjem ili vezivanjem cijevi. Međutim, ova metoda je bila neuspješna zbog nedostatka odgovarajućih strojeva ili proizvodnih metoda.

Do 1925. u Japanu se pojavio proizvod s električnim grijaćim elementom ugrađenim u lonac, koji je postao prototip modernog kuhala za rižu. Tijekom tog razdoblja pojavili su se i proizvodi za industrijsko električno grijanje kao što su laboratorijske električne peći, peći za topljenje ljepila i radijatori.

Od 1910. do 1925. brzo se razvila pojava i široka primjena različitih vrsta električnih grijaćih uređaja u kućanstvu i industriji, posebno u sektoru kućanstva. U ovom razdoblju došlo je do velikog razvoja u povijesti električnih uređaja za grijanje od lijevanog aluminija i lijevanog bakra, a izum legura nikla-kroma postavio je temelje za razvoj industrije električnih uređaja za grijanje. Dok su nove primjene nakon 1920-ih bile manje nego u prethodnom razdoblju, sve vrste električnih grijaćih uređaja doživjele su redizajn i stalna poboljšanja, označavajući značajan napredak u povijesti električnih grijaćih uređaja. U kućanskim električnim uređajima za grijanje, različiti uređaji dizajnirani su da budu estetski ugodniji, izdržljiviji i robusniji, a većina ih ima automatsku kontrolu temperature i vremena, što ih čini jednostavnima za korištenje. Istovremeno su poboljšani materijali korišteni u proizvodnji, kao što je upotreba visoko-nikle-kromove žice visoke kvalitete Grade A i magnezijevog oksida ili praha magnezijevog oksida kao izolacije.

Nakon 1940-ih, zbog napretka američke znanosti i tehnologije, nižih troškova električne energije i povećanih prihoda od gospodarskog razvoja, električni uređaji za grijanje počeli su ulaziti u fazu široke primjene. Prema podacima, stopa penetracije električnih glačala u američkim kućanstvima premašila je 90% u tom razdoblju.

U Europi su do sredine 1950-ih korištene metode bile prilično složene, što je rezultiralo visokim troškovima. Tek nakon što je Burton Kanthal promovirao proces proizvodnje strojeva, koji je g. Oakley posebno dizajnirao za američko tržište, primjena i široka uporaba električnih grijaćih elemenata postala je uobičajena u cijelom svijetu zahvaljujući napretku proizvodne opreme.

Osim gore navedenih metoda proizvodnje, tu su i Beckov postupak i postupak-lomljenja cijevi. Godine 1926. Norvežanin CW Beck uveo je metodu za proizvodnju električnih grijaćih elemenata. To je uključivalo pretvaranje čistog metalnog magnezija u magnezijev hidroksid (Mg(OH)₂) pod visokim tlakom i parom visoke temperature. To je uključivalo spiralno okretanje otporne žice unutar magnezijske cijevi ili oblikovanje dviju magnezijskih traka i postavljanje otporne žice između njih. Otporna žica i magnezijska cijev (ili traka) zatim su stavljene u metalno kućište i podvrgnute zagrijavanju pod pritiskom (približno 20-30 atmosfera pare). Pod utjecajem pregrijane pare, metalni magnezij se pretvorio u Mg(OH)₂, a njegov volumen se značajno povećao. Ovo fiksira otpornu žicu u sredini i potpuno je armira u magnezijev hidroksid. Zatim, da bi se magnezijev hidroksid pretvorio u MgO, element se podvrgava žarenju.

Druga metoda, koja se koristi mnogo godina, osobito u Švicarskoj i Njemačkoj, uključuje omotavanje otporne zavojnice u keramičku cijev, slično korištenju tradicionalnih izolacijskih kuglica kao što je talk. Otporna žica i izolacijska cijev su oklopljene unutar metalnog omotača cijevi. Šupljina unutar otporne zavojnice ispunjena je zdrobljenim izolacijskim materijalom kako bi se spriječilo pomicanje otporne žice tijekom naknadne obrade. Kako bi se dodatno poboljšalo provođenje topline između otporne žice i metalne ljuske, polu-grijaći element je kovan, valjan ili komprimiran kako bi se smanjio njegov vanjski promjer, uzrokujući zgnječenje keramičke cijevi tijekom obrade; ovo je poznato kao metoda zdrobljene cijevi. Neke od ovih metoda su i danas u uporabi i praktički su metode za proizvodnju grijaćih tijela.

U kasnom 20. i 21. stoljeću, električne cijevi za grijanje dosegle su zrelost i primjenjivale su se u raznim područjima, uključujući civilne, industrijske i vojne primjene. Na primjer, većina malih kućanskih aparata kao što su kuhala za vodu, električne šalice za vodu, električna glačala i električne pećnice prvenstveno koriste električne grijaće elemente; dok grijalice prostora, kupaonske grijalice i neke druge grijalice koriste daleko{3}}infracrvene električne grijaće elemente od karbonskih vlakana. Pojava električnih grijaćih elemenata i kontinuirano sazrijevanje tehnologije, zajedno s opstankom---načela najprikladnijeg među proizvođačima, doveli su do kontinuiranog razvoja i raširenog lansiranja na tržište sve sofisticiranijih proizvoda, donoseći brzinu, praktičnost, jednostavnost i sigurnost u živote i rad ljudi. Posljednjih godina proizvođači električnih grijaćih komponenti za male kućanske aparate ovaj dio posla obično dovršavaju prije vremena. Na primjer, kada su proizvodili pribor za proizvođače parnih glačala, oni su evoluirali od isporuke jednostavnih električnih grijaćih elemenata do izravne opskrbe uređaja za generiranje pare. Danas proizvođači električnih grijaćih komponenti također mogu isporučiti kombinirane električne grijaće komponente kao što su trenutni električni grijaći elementi.

Prošlo je više od jednog stoljeća, a električni grijaći elementi značajno su se razvili, s bezbrojnim varijantama. Razvoj električnih grijaćih elemenata evoluirao je od jednostavne zamjene opreme do igranja ključne uloge u opremi.

Pregled razvoja električnih grijaćih elemenata u mojoj zemlji Prije oslobođenja, zbog imperijalističke agresije i reakcionarne vladavine, industrija električnih grijaćih uređaja u mojoj zemlji ostala je krajnje zaostala, postojano se razvijajući tek nakon oslobođenja. U kasnim 1950-im i ranim 1960-im, električni grijaći elementi počeli su se pojavljivati ​​i brzo razvijati u mojoj zemlji. Godine 1958. moja je zemlja osnovala svoju prvu tvornicu električnih grijaćih elemenata-Šangajsku tvornicu električnih grijaćih elemenata, prvog proizvođača električnih grijaćih elemenata u zemlji. Nakon toga, tvornice električnih grijaćih elemenata osnovane su diljem zemlje, dosegnuvši vrhunac 2008. Trenutno, prema nepotpunim statistikama, u mojoj zemlji postoji više od deset tisuća proizvođača električnih grijaćih elemenata, uključujući-poznate tvrtke kao što su Zhongri Electric Heating, Hangzhou Kawai, Hangzhou Zopas, Zhenjiang Dongfang Electric Heating, Ningbo Seine i Changzhou Ximate. Danas, nakon desetljeća kontinuiranog razvoja, proizvodi s električnim grijaćim elementima koriste se u širokom spektru kućanskih aparata, uključujući električne grijače vode, mikrovalne pećnice, pećnice, električne kuhinjske uređaje, kuhala za vodu, perilice posuđa, hladnjake, sušilice i klima uređaje. U posljednjih nekoliko godina, posebno, raznolikost, količina i stopa prodora primjene električnih grijaćih elemenata doživjeli su brzi rast. Zbog društvenog razvoja, struktura proizvoda električnih grijaćih cijevi također se razvila zajedno s kontinuiranim razvojem tehnologije primjene električnog grijanja, inženjerske tehnologije, tehnologije materijala i tehnologije opreme. Osobito na današnjem tržištu električnih grijaćih elemenata koji se brzo razvija, električne grijaće cijevi, kao glavni reprezentativni proizvod u seriji električnih grijaćih elemenata, postaju sve raširenije i popularnije na tržištu. Međutim, još uvijek postoje mnogi nezadovoljavajući aspekti i problemi u povezanom tehničkom istraživanju, proizvodnom procesu i praktičnoj uporabi električnih grijaćih cijevi i njihovih proizvoda, koji zahtijevaju zajedničke napore relevantnog tehničkog osoblja, vladinih odjela, istraživačkih institucija, sveučilišta i proizvodnih poduzeća. Stoga su promjenjiva vremena i tehnološki napredak temeljni razlozi za izravan razvoj električnih grijaćih cijevi i također igraju pozitivnu ulogu u promicanju poduzeća električnih grijaćih cijevi.

Razlozi brzog razvoja električnih grijaćih cijevi Svima je očigledna široka uporaba električnih grijaćih cijevi. Tržište nudi veliki izbor električnih grijaćih cijevi, a područja njihove primjene stalno se proširuju. Prema relevantnim analitičarima, jedan od razloga brzog razvoja električnih grijaćih cijevi je taj što električna grijaća oprema za grijanje ima značajne prednosti u usporedbi s drugom opremom za grijanje. Stoga su električne cijevi za grijanje niknule kao gljive poslije kiše. Ispod su neki jednostavni sažetci razloga za brzi razvoj električnih grijaćih cijevi.

Ⅰ. **Jednostavan proizvodni proces:** Dok je proizvodni proces električnih grijaćih cijevi jednostavan, zahtijeva brižljivo obraćanje pažnje na detalje. Osnovne komponente leže u unutarnjoj otpornoj žici, magnezijevom prahu i cijevi; kvaliteta ovih materijala izravno određuje kvalitetu grijaće cijevi.

**Niska cijena:** Električne grijaće cijevi su jeftine, prvenstveno koriste nehrđajući čelik, koji nudi izvrsnu električnu vodljivost. Dugoročno, to može značajno smanjiti operativne troškove za poduzeća.

**Jednostavan i praktičan rad:** Električne grijaće cijevi jednostavne su za korištenje. Jednostavno ih spojite na struju za grijanje. Toplinski učinak struje brzo podiže temperaturu na željenu razinu, što ga čini mnogo prikladnijim od tradicionalnih metoda grijanja.

**Visoka učinkovitost:** Električne grijaće cijevi pretvaraju električnu energiju u toplinsku. Napon je podesiv i općenito mogu zadovoljiti naše zahtjeve za visoke-temperature.

**Trendovi razvoja električnih grijaćih cijevi:** Razvoj električnog grijanja prati iste trendove kao i druge industrije. Postupno je promoviran iz naprednih zemalja u zemlje diljem svijeta; postupno se razvijao iz gradova u ruralna područja; evoluirao je od kolektivne uporabe do obiteljske i individualne uporabe; proizvodi su kontinuirano evoluirali od jednostavnih struktura do složenih i sofisticiranih struktura; evoluirali su od pojedinačnih funkcija do više-funkcionalnih i postupno se kreću prema inteligentnom razvoju; proizvodi su evoluirali od niske-cene do visoke-cene.