Како самоограничавајући ПТЦ полимерни грејачи представљају изазов за традиционалне ПТФЕ потопне грејаче у апликацијама на ниским температурама?{0}}

Конвенционални ПТФЕ урањајући грејач захтева екстерни термоелемент, ПИД контролер, ССР и софистицирано сигурносно коло за спречавање прегревања. Али за многе једноставне, -задатке загревања на ниској температури-, као што је одржавање малог резервоара топле воде за испирање од смрзавања или нежно загревање биолошког реагенса-ова потпуна контролна архитектура је претерана. Нова класа саморегулишућих ПТЦ (Позитивни температурни коефицијент) полимерних грејних елемената се развија као фантастично једноставна алтернатива. Ови грејачи су у основи софистицирани, саморегулишући отпорници-који се физички никада не могу прегрејати, без обзира на све.

Рад само{0}}ограничавајућих ПТЦ полимерних грејача
ПТЦ полимерни грејач је направљен од проводљивог композитног материјала, обично од полимерне матрице пуњене угљеником{0}}црне боје. Основна електрична карактеристика овог композита је снажно не-линеарно повећање електричног отпора са температуром. Када се напајање први пут укључи, хладни материјал има низак отпор и струја тече лако. Грејач се загрева. Како се приближава пројектованој прелазној температури (обично између 80 степени и 100 степени, у зависности од формулације), полимерна матрица почиње да се шири. Ова експанзија физички раздваја проводне честице угљеника, разбијајући многе проводне путеве. Отпор драматично расте-често за хиљаде фактора-ефикасно искључујући електричну струју.

Такво је понашање ПТЦ ефекта. Грејач ће сам ограничити своју температуру. Не може изгорети чак и ако је резервоар празан или ниво течности падне испод грејног елемента. Не захтева екстерни сензор, сигурносни релеј, софистицирани алгоритам управљања. Грејач се једноставно укључује на своју назначену задату вредност и задржава је, мењајући унутрашњу снагу како се његов отпор мења.

ПТЦ полимер вс ПТФЕ имерзиони грејач [Директно поређење]
Када упоредите ПТЦ полимерни грејач са ПТФЕ урањајућим грејачем, разлике превазилазе само супстанцу грејног елемента. Испод је резиме главних разлика:

ПТФЕ имерзиони грејач ФеатуреПТЦ полимерни грејни елемент
Контрола температуре Захтева екстерни ПИД контролер, термоелемент и СССРСаморегулисање Није потребна екстерна контрола
Заштита од прегревања Неопходан посебан сигурносни круг или термички осигурач. не може ићи изнад прелазне температуре
Макс. температура до 110 степени (континуирано мокро) генерално мање од или једнако 100 степени (у зависности од полимера)
Отпорност на хемикалије Веома добра (универзална) Добра, али ограничена на не{0}}неагресивне медије
Заштита од корозије ПТФЕ омотач инертан на скоро све супстанце. Јаки растварачи или оксиданти могу напасти полимерни омотач.
Висока цена контролног система (контролер, сензор, жица, простор на панелу) нула (више делова нису потребни)
Режим квара Контактор заварен затворен → брзо грејањеСтруја само-ограничена Не може да побегне
ПТЦ полимерни грејач је паметан, тих, несагорева. Његов сопствени уграђени-термостат се неће превише загрејати, без обзира на све.

Изазов се развија: ниске температуре, не-корозивне апликације
ПТФЕ је хемијски свеприсутан, па су традиционални ПТФЕ урањајући грејачи радни коњи непријатељских хемијских средина-врућих киселина, растварача и купки за облагање. Међутим, многи послови грејања на ниским температурама не користе корозивну хемију. Неки примери укључују:

Заштита воде или благих водених раствора од смрзавања у спољним резервоарима или цевоводима.

Загревање биолошких реагенаса као што су подлоге за културу, раствори ензима, где температуре не смеју да пређу 40-50Ц и забрањено је било какво топлотно прекорачење.

Загревање воде за испирање у линијама за обраду хране или за прање делова.

Контрола температуре за резервоаре за дејонизовану воду који се користе за испирање у индустрији полупроводника или фармацеутској индустрији.

У овим применама течност није агресивна, па хемијска отпорност ПТФЕ није потребна. Недостаци свеобухватног система екстерне контроле за ПТФЕ грејач су сложеност и цена. ПТЦ полимерни грејач се може директно повезати са извором напајања помоћу једноставног прекидача или релеја. Загрева се до пројектоване температуре и остаје тамо. Нема калибрације, нема померања сензора, нема бриге да ће се контактор закачити и изазвати катастрофално прегревање.

Безбедносне предности: Уграђен-неисправан-безбедан рад
Али највећа предност ПТЦ полимерних грејача је њихова инхерентна сигурност. Међутим, стандардни ПТФЕ урањајући грејач може да поквари на штетан начин чак и са резервним{1}}спољним контролама, ако ССР поквари затворен (заварени контакти) и сигурносни круг је прекинут. Грејач ће наставити да се загрева и или ће уништити себе, резервоар или било шта запаљиво.

ПТЦ полимерни грејач нема логику, нема сензоре, нема везе. То је материјално својство да се самоограничава. Чак и ако оставите напајање све време укључено, а резервоар је празан, грејач ће достићи своју прелазну температуру и подићи отпор да би повукао само скромну струју цурења (обично милиампера). Обично је температура површине безбедна за додир – испод 100 степени. Ово уграђено-безбедно-понашање чини ПТЦ грејаче одличним за инсталације без надзора или са малим{7}}одржавањем, као што су удаљене метеоролошке станице, корита за пољопривредну воду или купатила за загревање лабораторија.

Ограничења и где ПТФЕ још увек сија
Иако ПТЦ полимерни грејачи имају предности за нискотемпературне, не-корозивне услуге, они нису потпуна замена за ПТФЕ урањајуће грејаче. Постоје нека ограничења која треба поменути:

Максимална температура се може регулисати на око 100 степени. За примену на вишим температурама (нпр. . 110 степен кључања разблажених киселина) и даље је потребна употреба ПТФЕ грејача са спољном контролом.

Лоша хемијска отпорност. Облоге на ПТЦ полимерима се обично производе од полиолефина, мешавине флуорополимера или друге техничке пластике. Оштећују их снажни растварачи (ацетон, хлоровани угљоводоници), концентроване киселине или оксиданти. ПТФЕ је и даље међународни златни стандард за хемијску инертност.

Густина снаге је мања. Густина у ватима за ПТЦ елементе је обично ограничена на скромне вредности (нпр. 1-3 В/цм 2 ) да би се спречило локализовано прегревање. Ако су правилно уроњени, ПТФЕ потопни грејачи могу да раде на већим густинама у ватима (3-5 В/цм2).

Ограничења фактора облика. Често доступни као флексибилне траке, равни панели или микроскопске сонде, ПТЦ грејачи су Сходно томе, већи елементи за урањање велике снаге -(нпр. 3 кВ или више) су чешће доступни у ПТФЕ конструкцији.

Будућност: коегзистирати, а не заменити
Самоограничавајући ПТЦ полимерни грејачи представљају изазов за конвенционалне ПТФЕ потопне грејаче у добро-дефинисаној ниској температури (мања или једнака 100 степени), не-корозивној, безбедносној-критичној или цени{5}осетљивој ниши. ПТЦ грејач пружа драматично поједностављење контролног система, уграђен-безбедни рад-и смањен укупни трошак инсталације за ове послове.

PTFE immersion heaters are the norm for harsh chemical service, high temperature service (>100 степени) или када је потребна максимална хемијска инертност. Две технологије нису директни ривали у целом опсегу, већ су комплементарни, а свака је погодна за различите топлотне и хемијске режиме.

Закључак: физика, најелегантнија безбедносна карактеристика
Самоограничавајући ПТЦ полимерни грејач је паметан, једноставан и суштински безбедан ривал стандардном ПТФЕ потопном грејачу за специфично подручје ниско-некорозивног, нежног загревања{1}}. Елиминише спољне контролне петље, могућност брзог прегревања и сложеност система. Најбоља безбедносна карактеристика је она која је својствена физици самог материјала-грејача који не може да се прегреје јер га сопствени молекуларни оквир спречава. Како индустријски процеси све више захтевају поједностављење, минијатуризацију и-безбедне дизајне, ПТЦ полимерни грејач би требало да има све већи тржишни удео у апликацијама којима је потребна умерена, поуздана и некомпликована топлота. У супротном, ПТФЕ урањајући грејач ће наставити да ради са својим универзалним хемијским оклопом и могућностима виших температура. Будућност није победник{10}}захваћа-сву игру, већ разумна кохабитација вођена применом.