2020-06-08
378МЭ-32_ЭОПиГЗ_2 пара_2-62_
Тема 2.4.5. Электронагревательные приборы
ЗАДАНИЕ:
1.Составить конспект.
Электронагревательные приборы
Электронагревательные приборы широко применяются в быту. Промышленность выпускает более 50 видов электронагревательных приборов различного назначения. Электронагрев имеет ряд преимуществ по сравнению с другими видами нагрева: высокий к. п. д. (до 95%), отсутствие вредных выделений, возможность автоматизации регулировки мощности и температуры, повышенная пожаробезопасность.
Преобразование электрической сети в тепловую в бытовых приборах осуществляется проводниками высокого сопротивления, инфракрасным, индукционным и высокочастотным нагревом.
Электронагрев при помощи проводников высокого сопротивления получил широкое распространение. Этот вид нагрева основан на выделении тепла при прохождении электрического тока через проводники высокого сопротивления по закону Джоуля-Ленца. В качестве материалов высокого сопротивления используют хромоникелевые (нихромы) и железохромалюминиевые сплавы (фехрали, хромали). Лучшими сплавами являются нихромы, обладающие повышенной термостойкостью, высокой температурой нагрева, долговечностью.
Основные узлы электронагревательных приборов - электронагреватели, электро- и теплоизоляция, корпус и регулирующая аппаратура. Электронагреватели изготовляют в виде спиралей или лент из нихромовой либо фехралевой проволоки. Они могут быть открытыми, защищенными и закрытыми. Открытые электронагреватели недолговечны, опасны при эксплуатации. Защищенные электронагреватели представляют собой спирали, уложенные с изоляцией в корпус прибора; они безопасны, но не долговечны и не обеспечивают хороших условий теплопередачи. Лучшими эксплуатационными свойствами характеризуются закрытые электронагреватели, основными представителями которых являются трубчатые электронагреватели (ТЭНы). Они представляют собой трубки из латуни, сплавов алюминия, стали, внутри которых размещаются с изоляцией (окись магния) нихромовые спирали; с торцов трубки герметично изолированы силикатными эмалями. ТЭНы отличаются повышенной долго вечностью (до 20000 ч), безопасны при эксплуатации, быстро нагреваются. Они применяются в кипятильниках, чайниках, печах, плитках и т.д.
Инфракрасный нагрев осуществляется в электронагревателях, где максимум излучения приходится па инфракрасную область спектра с длиной волны от 0,76 до 3 мкм. По конструкции это чаще всего трубки из термостойкого кварцевого стекла, йодные лампы накаливания, а также открытые спирали с температурой нагрева выше 500°С. Инфракрасные нагреватели, применяют для быстрого приготовления пищи (в печах, духовках, грилях), для отопления помещений (в каминах).
Индукционный нагрев осуществляется в трансформаторах броневого типа. Выделение тепла происходит в сердечнике и обмотках трансформатора за счет вихревых токов и перемагничивания сердечника. Такие нагреватели отличаются простотой конструкции, экономичностью, однако их рабочая температура не превышает 500°С. Их используют для подогрева воды в стиральных машинах некоторых моделей.
Высокочастотный нагрев осуществляется с помощью электромагнитной энергии, источником которой является высокочастотный усилитель - магнетрон, излучающий колебания порядка 2500 МГц. Высокочастотный нагрев используется в печах для приготовления пищи. Электромагнитная энергия от магнетрона подается в рабочую камеру печи, где облучаются продукты.
При облучении за счет поляризации молекул происходит выделение тепла внутри продуктов, что обеспечивает приготовление пищи высокого качества за короткое время, экономию жиров. В окружающую среду тепло не выделяется.
К регулирующей аппаратуре относятся
§ термоограничители (отключают прибор по достижении критической температуры),
§ термовыключатели (срабатывают в аварийных условиях),
§ терморегуляторы (автоматически включающие и отключающие приборы в зависимости от заданной температуры),
§ пакетные выключатели (для регулировки мощности приборов).
§ В дополнение к регулирующей аппаратуре может применяться звуковая или оптическая сигнализация.
Важнейшими потребительскими свойствами электронагревательных приборов являются функциональные - время разогрева и максимальная температура рабочей поверхности прибора, качество выполняемых операций и др.; эргономические - удобство пользования, конструктивное исполнение прибора, читаемость и информативность обозначений режима работы; бесшумность работы; электро-, пожаро- и термическая безопасность, надежность, которая определяется долговечностью, безотказностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью прибора.
Ассортимент электронагревательных приборов по назначению классифицируют на следующие подгруппы: приборы для приготовления и подогрева пищи, нагрева воды, глаженья, отопления помещений, обогрева тела человека, инструмент с электронагревом.
Внутри каждой подгруппы ассортимент подразделяют:
· по видам изделий;
· способу электронагрева - с нагревом проводниками высокого сопротивления, инфракрасным нагревом, индукционным, нагревом за счет токов высокой и сверхвысокой частот;
· степени электробезопаспости - классы 0, I, II, III;
· степени защиты от влаги - незащищенные, капле- и брызгозащищенные, водонепроницаемые;
· условиям эксплуатации - для умеренного и холодного климата;
· конструкции электронагревателя - открытые, закрытые, защищенные;
· виду регулировки нагрева; мощности; типоразмерам;
· материалу корпуса и его отделки.
Приборы для приготовления и подогрева пищи.
Приборы для приготовления пищи общего назначения - электроплиты и переносные электроплитки. Рабочей частью этих приборов являются конфорки (чугунные, ситалловые, из ТЭНов и др.). Плитки выпускают с одной и двумя конфорками, диаметром 145 и 180 мм, мощностью от 800 до 1200 Вт (экспресс-конфорки - 1500 и 2000 Вт).
Плитки имеют трехступенчатую регулировку нагрева, плиты - трех- или пятиступенчатую.
Приборы для подогрева и поддержания температуры, пищи - мармиты, подогреватели детского питания, термостаты.
Мармиты - металлические или керамические подставки с вмонтированным электронагревателем, который нагревает рабочую поверхность до 1000C.
Подогреватели детского питания представляют собой емкости с теплоизоляцией или двойными стенками, между которыми помещается нагревательный элемент небольшой мощности.
Термостаты - теплоизолированные шкафы, в которых с помощью терморегулятора поддерживается температура около 700C.
Приборы для жаренья, тушения, выпечки - жарочные шкафы, чудо-печи, вафельницы, тостеры, ростеры, грили, шашлычницы, фритюрницы.
Жарочные шкафы имеют корпус с двойной стенкой, теплоизоляцию. Рабочий объем их от 12 до 36 дм3; мощность электронагревателей от 1 до 4 кВт.
Чудо-печи имеют круглый корпус с крышкой. Электронагреватели (ТЭНы) могут быть вмонтированы в крышку и корпус, их мощность до 1 кВт.
Корпус вафельниц состоит из двух шарнирно-соединенных частей с рифленой поверхностью, в каждой части размешены электронагреватели мощностью 550 Вт.
Тостеры - приборы для поджаривания ломтиков хлеба; ростеры - приборы с рефлекторной системой для поджаривания бутербродов.
Грили представляют собой жарочные шкафы с инфракрасными горелками или ТЭНами мощностью до 1,6 кВт, предназначены для жаренья мясных и рыбных изделий на медленно вращающемся вертеле (3 об/мин). Вращение вертела осуществляется электродвигателем. По степени автоматизации грили бывают автоматическими (с программным управлением), полуавтоматическими (с реле времени), неавтоматическими.
Шашлычницы выпускаются с вертикальным и горизонтальным расположением шампуров, вращение которых осуществляется электродвигателем. Мощность инфракрасных нагревателей 1-1,6 кВт.
Фритюрницы предназначены для приготовления мясных, рыбных, овощных и мучных блюд в кипящем масле. Они представляют собой сосуд с крышкой и нагревательным элементом. Вместимость их 1; 2,5 и 4 л.
Приборы для варки пищи и приготовления напитков - чайники, самовары, кофеварки, кастрюли, яйцеварки и др. Ассортимент этих изделий рассматривают по вместимости: чайники - от 1 до 4 л, кофейники - от 2 до 6 л; по типу электронагревателя - защищенного типа или ТЭН; по мощности - от 0,3 до 1,7 кВт. Выпускают кофеварки гейзерные и компрессионные. В компрессионных кофеварках приготовление кофе происходит под давлением, что обеспечивает более высокое качество напитка.
Приборы для нагрева воды.
Погружные кипятильники выполнены в виде двух-трех витков ТЭНов с пластмассовой ручкой и соединительным шнуром. Выпускают три типа погружных кипятильников: ВПМ - малого размера мощностью 0,3 и 0,5 кВт; ВПН - основного габарита мощностью от 0,7 до 2 кВт; ВПНР - основного габарита с терморегулятором мощностью 1,6 и 2 кВт.
Емкостные водонагреватели подразделяют на аккумуляционные и проточные. Аккумуляционные водонагреватели имеют вместимость от 6 до 160 л, мощность 1-3 кВт; время нагрева воды 8-12 ч (у быстродействующих вместимостью 6-25 л - от 1 до 4 ч). Проточные водонагреватели не получили широкого распространения из-за высокой мощности нагревателя (15-18 кВт).
Приборы для глаженья.
К этой подгруппе относятся электроутюги и гладильные машины.
Электроутюги подразделяют по массе - обычного исполнения свыше 0,8 кг и малогабаритные до 0,8 кг; по материалу подошвы - с чугунной и алюминиевой подошвой. Электроутюги обычного исполнения выпускают мощностью 750 и 1000 Вт,1 массой от 1,2 до 2,5 кг. Время разогрева от 3 до 10 мин. Типы электроутюгов: УТ - с терморегулятором, УТП - с терморегулятором и пароувлажнителем; УТПР - дополнительно с разбрызгивателем.
Приборы для отопления помещений.
Отопительные приборы предназначены для дополнительного обогрева помещений. Их классифицируют: по способу отдачи тепла - излучающие, конвекционные и комбинированные; по месту установки - напольные, настольные, настенные, потолочные, универсальные; по мощности - 0,5; 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2 кВт; по способу регулирования мощности - без регулирования, с неавтоматическим регулированием и автоматическим регулированием.
К излучающим приборам относятся камины различных конструкций, которые посредством отражателя создают направленный тепловой поток. Электронагреватель может быть в виде ТЭНа, открытой спирали или спирали в кварцевой трубке.
Конвекционные приборы отдают тепло естественной конвекцией нагретого воздуха (конвекторы, электрорадиаторы) или путем принудительной конвекции (тепловентиляторы).
Приборы для обогрева тела человека.
К ним относятся электрические бинты, грелки, одеяла, пояса, пледы, коврики, бабуши (для обогрева ног). Это гибкие изделия с нагревателями небольшой мощности (15-250 Вт) в виде спирали, изолированной асбестовым шнуром, или эластичной пластмассовой трубки с графитовым наполнением. Нагреватели вплетены в асбестовую ткань или стеклоткань и вложены в чехлы. Приборы снабжены ступенчатым переключателем мощности.
