Platzierung der Befestigungselemente und ihre Auswirkung auf das Temperaturprofil der Heizung
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Die korrekte Position des Befestigungselements entlang der Länge des Heizgeräts ist ein Merkmal, das bei der Konstruktion fest montierter Heizpatronen häufig übersehen wird. Die Lage der Mutter, des Flansches oder der Gewindebuchse beeinflusst sowohl die mechanische Sicherheit als auch das Temperaturprofil des Heizgeräts. Wenn sich ein Befestigungselement zu nahe an der erhitzten Stelle befindet, kann sich eine kalte Stelle bilden. Ein zu weit hinten liegender Verschluss kann viel erhitzte Länge verschwenden. Um die perfekte Positionierung zu erreichen, müssen Sie wissen, wie die Heizung und der Garraum mit Wärme arbeiten.
Der beste Platz für ein Befestigungselement ist die Kaltzone der Heizung. Die Kaltzone ist der Teil des Leitungsendes, der nicht erhitzt wird und in dem der Innenwiderstandsdraht keine Wärme erzeugt. Der Abstand zwischen Leitungsausgang und Beginn der Innenwicklung bestimmt die Länge der Kaltzone. Eine Kaltzone ist normalerweise zwischen 15 und 30 Millimeter lang, kann jedoch bei Heizgeräten mit großem Durchmesser oder für Hochtemperaturanwendungen größer sein. Die Manteltemperatur ist hier niedriger, da die aktive Zone diesen nur durch Wärmeleitung erwärmt. Wenn hier ein Befestigungselement angebracht wird, ändert sich die Temperatur der aktiven Länge nicht wesentlich.
Es passieren einige Dinge, wenn sich das Befestigungselement in der aktiven Zone befinden muss. Das Befestigungselement funktioniert wie ein Kühlkörper und leitet die Wärme vom Heizkörper weg. Die Temperatur an der Befestigung sinkt je nach Größe und Material der Befestigung um 10 bis 30 Grad. Aufgrund dieses lokalisierten kalten Bereichs gibt der Regler möglicherweise mehr Leistung an den Rest der Heizung ab, was dazu führen kann, dass andere Teile zu heiß werden. Die Temperatur des Heizgeräts ist über seine gesamte Länge nicht konstant.
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Um den Cold-Spot-Effekt zu reduzieren, sollte das Befestigungselement möglichst klein sein. Eine schmale Mutter oder ein Flansch mit niedrigem{1}}Profil hält nicht so viel Wärme wie ein dicker. Das für den Verschluss verwendete Material sollte die Wärme nicht gut leiten. Befestigungselemente aus Titan halten die Hitze nicht so gut wie Edelstahl. Keramische Befestigungselemente halten die Hitze nicht gut, sind aber dennoch zerbrechlich. Eine weitere Möglichkeit, dies zu erreichen, ist das Anbringen einer Wärmebarriere zwischen dem Befestigungselement und der Heizung. Eine dünne Glimmerscheibe oder ein Keramikabstandshalter verlangsamen die Wärmeübertragung.
Wichtig ist auch der Abstand zwischen Befestigungselement und Beginn der aktiven Wicklung. Der kalte Bereich macht sich deutlicher bemerkbar, wenn der Befestiger sehr nahe an der Wicklung liegt, da die Wärme einen kürzeren Weg zurücklegen muss, um den Befestiger zu erreichen. Zwischen dem Befestigungselement und der aktiven Zone sollte ein Abstand von mindestens 5 bis 10 Millimetern bestehen. Der Hersteller kann die Länge der Kaltzone ändern, um sie an eine bestimmte Platzierung der Befestigungselemente anzupassen.
Die ideale Art und Weise, die Heizung zu konstruieren, besteht, basierend auf dem, was ich gesehen habe, darin, das Befestigungselement in der kalten Zone zu platzieren. Das bedeutet, dass die Kaltzone lang genug sein muss, um die Befestigung zu ermöglichen. Für eine normale Mutter oder einen normalen Flansch reicht in der Regel eine Kaltzone von 20 bis 25 Millimetern aus. Bei größeren Flanschen kann eine Kaltzone von 30 bis 40 Millimetern erforderlich sein. Der Nachteil besteht darin, dass eine längere Kaltzone die beheizte Länge verkürzt. Wenn jeder Millimeter der erhitzten Länge wichtig ist, müssen Sie möglicherweise einen Kompromiss-eingehen.
Kurz gesagt: Die Platzierung der Befestigungselemente hat einen großen Einfluss auf das Temperaturprofil einer Heizpatrone. Am besten platzieren Sie es in der kalten Zone. Wenn Sie etwas in der aktiven Zone platzieren müssen, machen Sie den Verschluss so klein wie möglich, verwenden Sie Materialien, die Wärme nicht gut übertragen, sorgen Sie für Wärmebarrieren und lassen Sie einen Abstand zwischen der Wicklung und dem Verschluss. Der Hersteller des Heizgeräts kann Ihnen dabei helfen, die beste Länge der Kaltzone für eine bestimmte Befestigung zu ermitteln. Eine richtig platzierte Befestigung hält die Heizung an Ort und Stelle, ohne dass es zu Hitzeproblemen kommt. Wenn ein Befestigungselement an der falschen Stelle angebracht wird, kann dies dazu führen, dass eine gut funktionierende Heizung instabil wird.
