Baza wiedzy

Rozwinięciem badań przedstawionych w poprzednim artykule są badania w temperaturze roboczej. W temperaturze roboczej wykonuje się podobne badania jak w temperaturze otoczenia (badanie wytrzymałości elektrycznej izolacji, prądów upływu czy rezystancji izolacji), poszerzone o badanie poboru mocy. Temperatura robocza jest różna i zależna od typu oraz przeznaczenia elastycznego elementu grzejnego. Co ważne, pomimo podobnych badań, w temperaturze roboczej zmieniają się parametry badań oraz dopuszczalne wartości. Podobnie jak w przypadku badań w temperaturze otoczenia, wyznacznikiem wartości bezpiecznych jest norma PN-EN 60335:1-2012.

1. Badania wymagane przez normy

Badanie wytrzymałości elektrycznej izolacji

Podobnie jak w przypadku badania w temperaturze otoczenia badanie wytrzymałości elektrycznej izolacji ma na celu sprawdzenie, czy po przyłożeniu wysokiego napięcia do izolacji i części czynnej w czasie 60 sekund nie dojdzie do zniszczenia izolacji (tzw. przebicie). Badanie wykonuje się bezpośrednio po odłączeniu sprzętu od zasilania po osiągnięciu temperatury roboczej. Wartość napięcia probierczego jest inna niż ta w przypadku badania w temperaturze otoczenia. Określa je norma i jest zależne od napięcia znamionowego badanego elementu grzejnego. Wartości napięcia probierczego względem napięcia znamionowego zgodnie z normą PN-EN 60335-1:2012 przedstawiono w tabeli 1.

Tabela 2. Dopuszczalne odchyłki mocy dla urządzeń elektrycznych zgodnie z PN-EN 60335-1:2012 [1].

W trakcie badania element grzejny pracuje w normalnych warunkach pracy przy napięciu źródła zasilania równemu napięciu znamionowemu. W trakcie badania mierzy się natężenie prądu zasilającego, a następnie oblicza pobieraną moc z zależności opisanej wzorem przedstawionym na rysunku 1. Do badań poboru mocy w firmie Selfa GE S.A. wykorzystuje się specjalny zestaw badawczy zaprojektowany i skonstruowany na potrzeby firmy.

Wszystkie wyroby elektryczne muszą być bezpieczne dla potencjalnych użytkowników, w tym elastyczne elementy grzejne. Budowa i dobór materiałów do elastycznego elementu grzejnego muszą zapewnić bezpieczeństwo przed porażeniem prądem elektrycznym. Wymogi dotyczące odpowiednich wartości parametrów świadczących o bezpieczeństwie elektrycznym określają normy, w tym norma PN-EN 60335-1:2012, mówiąca o wymaganiach ogólnych pod względem bezpieczeństwa użytkowania dla elektrycznego sprzętu do użytku domowego i podobnego. Dodatkowo w firmie Selfa GE S.A. prowadzone są dodatkowe, niezależne od norm badania mające na celu zapewnić jak najwyższą jakość oraz bezpieczeństwo wytwarzanych elementów grzejnych. Badania podzielono na prowadzone w temperaturze otoczenia, temperaturze roboczej oraz 100% kontrolę jakości. Do badań elementów grzejnych jest wykorzystywany przyrząd zapewniający styk izolacji elementu grzejnego z metalową powierzchnią oraz umożliwiający odbiór ciepła. Wszystkie elastyczne elementy grzejne produkowane przez firmę Selfa GE S.A. muszą przejść kontrolę jakości. W ramach tzw. 100% kontroli jakości sprawdzane są parametry elektryczne świadczące o zgodności z wymogami normy PN-EN 60335-1:2012. Zarówno w przypadku nowych projektów elementów grzejnych oraz już tych istniejących część wyrobów jest poddawana dodatkowym badaniom w Ośrodku Badawczo-Rozwojowym. Wielkość próby pobranej do badań oraz częstotliwość pobrań jest uzależniona od wielkości partii produkcyjnej. Wyniki badań pozwalają na obserwację stabilności procesu produkcyjnego pod względem uzyskiwanej jakości otrzymywanych produktów oraz umożliwiają skuteczne działania prewencyjne w przypadku zaobserwowania odchyleń. Poniżej opisano badania w temperaturze otoczenia. Badania wymagane przez normy

Badanie wytrzymałości elektrycznej izolacji

Badanie wytrzymałości elektrycznej izolacji ma na celu sprawdzenie, czy po przyłożeniu wysokiego napięcia do izolacji i części czynnej w czasie 60 sekund nie dojdzie do zniszczenia izolacji (tzw. przebicie). Wartość napięcia probierczego przykładanego pomiędzy izolację, a części czynne określa norma i jest zależne od napięcia znamionowego badanego elementu grzejnego. Wartości napięcia probierczego względem napięcia znamionowego zgodnie z normą PN-EN 60335-1:2012 przedstawiono w tabeli 1

Tabela 1. Napięcia do sprawdzania wytrzymałości elektrycznej w temperaturze otoczenia zgodnie z PN-EN 60335-1:2012 [1].

Spełnienie wymogów normy jest wtedy, kiedy podczas badania nie dojdzie do przebicia izolacji. W trakcie badania są jednocześnie mierzone prądy upływu przy napięciu probierczym. Zgodnie z załącznikiem A pkt. 2 do normy PN-EN 60335-1:2012, jako przebicie traktuje się również prądy upływu przekraczające 5 mA. Do badań wytrzymałości izolacji w firmie Selfa GE S.A. wykorzystuje się wysokiej jakości, programowalne testery bezpieczeństwa.

Badanie prądów upływu

Badanie prądów upływu ma na celu sprawdzenie ile prądu przepuszcza izolacja elektryczna. Prądy przechodzące przez izolację są nazywane prądami upływowymi i w przypadku zbyt dużej wartości natężenia takiego prądu mogą stanowić niebezpieczeństwo dla użytkowników. Zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 60335-1:2012 wartość prądów upływowych bada się poprzez pomiar natężenia prądów pojawiających się na izolacji w trakcie 5 s po przyłożeniu napięcia probierczego pomiędzy izolację oraz części czynne badanego elementu. Napięcie probiercze powinno być wyższe niż napięcie znamionowe i powinno wynosić odpowiednio:

• 1,06 napięcia znamionowego w przypadku sprzętu jednofazowego;
• 1,06 napięcia znamionowego podzielonego przez w przypadku sprzętu trójfazowego [1].

W przypadku elementów grzejnych w zależności od ich budowy graniczną wartością prądu upływowego, powyżej której element nie może zostać dopuszczony do użytkowania, jest:

• w przypadku sprzętu klasy 0, 0I: 0,5 mA;
• w przyadku sprzętu stacjonarnego grzejnego klasy I: 0,75 mA lub 0,75 mA na 1 kW znamionowego poboru mocy, w zależności od tego, która wartość jest większa, lecz nie więcej niż 5 mA [1].

Dopuszczalne wartości prądów upływowych mogą być zwiększone w szczególnych przypadkach opisanych w w/w normie. Do badań prądów upływowych w firmie Selfa GE S.A. wykorzystuje się wysokiej jakości, programowalne testery bezpieczeństwa oraz multimetry.

Badania niewymagane przez normy

W celu zapewnienia jak najwyższej jakości swoich wyrobów oraz bezpieczeństwa użytkowników końcowych, firma Selfa GE S.A. wychodzi poza normę pod względem prowadzonych badań. Poniższe badania nie są wymagane przez normę, ale ich wyniki są wyznacznikiem wysokiej jakości wyrobów.

Badanie rezystancji izolacji

Rezystancja izolacji mówi o tym, jaki opór stawia izolacja wyrobu względem próbującego przepłynąć przez nią prądu. Elementy muszą posiadać odpowiednią rezystancję izolacji, aby zapewnić bezpieczeństwo przed porażeniem elektrycznym w trakcie całego życia elementu grzejnego. Badanie przeprowadza się poprzez przyłożenie napięcia probierczego pomiędzy izolację, a część czynną badanego wyrobu. Napięcie probiercze wynosi U = 500 V i 1000 V o częstotliwości ν = 50 Hz w czasie t1 = 0,5 s oraz t2 = 1 s. Do badania wykorzystuje się wysokiej jakość, programowalny tester bezpieczeństwa.

Bibliografia:

PN-EN 60335-1:2012 Elektryczny sprzęt do użytku domowego i podobnego – Bezpieczeństwo użytkowania – Część 1: Wymagania ogólne.

T. D.

Specjalista ds. Badań i Rozwoju

Elastyczne elementy grzejne to wyroby elektryczne służące do ogrzewania wybranych powierzchni. Charakteryzują się płaską budową o grubości od dziesiątych części milimetra do kilkunastu milimetrów. Występują w każdym możliwym kształcie. Możliwość dostosowania kształtu do ogrzewanej powierzchni pozwala na ich zastosowanie, gdzie konwencjonalne (np. rurkowe) elementy grzejne nie mogą być zamontowane. Dużą zaletą elastycznego elementu grzejnego jest możliwość dowolnego projektowania i wykonywania części zimnych (niegrzejnych) oraz ciepłych (grzejnych), tak aby ogrzewać tylko te powierzchnie, które tego wymagają, zastosowawszy tylko jeden element grzejny. Budowa elastycznego elementu grzejnego pozwala również na równomierne nagrzewanie całej powierzchni. Elastyczne elementy są rozróżniane w zależności od zastosowanego materiału izolacyjnego, np.:

• silikon – silikonowe elementy grzejne,
• poliimid – poliamidowe (w tym Kaptonowe) elementy grzejne,
• poliestry – poliestrowe (w tym PET i PEN) elementy grzejne,
• polichlorek winylu (PCW/PVC) – poliwinylowe elementy grzejne.

Na rysunku 1 przedstawiono przykładowy silikonowy element grzejny o mocy 200 W, napięciu znamionowym 230 V i wymiarach 200 mm x 100 mm.

Rysunek 1. Element grzejny o mocy 200 W i wymiarach 200 x 100 mm [źródło własne].

Obszary zastosowania elastycznych elementów grzejnych to między innymi:

• ekrany LCD,
• koce elektryczne,
• lotnictwo,
• łózka wodne,
• myjki ultradźwiękowe,
• ogrzewanie zespołów elektronicznych,
• podgrzewacze wody,
• podgrzewacze baterii,
• podgrzewanie luster łazienkowych,
• podgrzewanie lusterek i szyb samochodowych,
• podgrzewanie uchwytów ręcznych,
• podgrzewanie żywności,
• radiatory,
• stoły chirurgiczne,
• sztuczne satelity,
• sondy kosmiczne,
• technologie wytwarzania przyrostowego (tzw. „druk 3D”),
• urządzenia do analizy DNA,
• urządzenia do rozmrażania,
• upłynnianie kremów kosmetycznych, czekolady itp.,
• wyposażenie laboratoryjne,
• wyposażenie wojskowe,
• wyposażenie fotograficzne,
• zabezpieczenie przez zamarzaniem i skraplaniem się cieczy,

Najprostsze elementy grzejne składają się z materiału oporowego, materiału izolacyjnego, primera, wyprowadzeń prądowych i spoiwa lutowniczego. Bardziej skomplikowane wyroby są rozbudowane o części pozwalające na dostosowanie ich do przeznaczenia danego elementu grzejnego. Wśród takich części można przede wszystkim wyróżnić części montażowe, części kontrolujące temperaturę oraz części izolujące cieplnie element, w celu ukierunkowania działania elastycznego elementu grzejnego.

T. D.

Specjalista ds. Badań i Rozwoju

Jak działa nagrzewnica elektryczna i kiedy warto ja zastosować?

Mówi się, że zima zawsze zaskakuje i tak jest w wielu dziedzinach życia. W małych przestrzeniach, niewymagających bezwzględnie stałych temperatur można poradzić sobie z utrzymaniem temperatury szybko i na wiele sposobów. Co jednak, jeżeli szukasz sposobu na ogrzanie magazynu przemysłowego, hali, warsztatu, a nawet miejsca pracy na zewnątrz lub częściowo na zewnątrz? Gdy chcemy regulować temperaturę większych przestrzeni, takich jak budynki przemysłowe, duże pomieszczenia, lokale handlowe, supermarkety, hotele lub inne, najlepszym rozwiązaniem są nagrzewnice, między innymi nagrzewnice elektryczne.

Nagrzewnice mogą być wykonane o różnej mocy, a odpowiednio dobrany wentylator oraz rozmieszczenia kanałów grzewczych, umożliwia regulować temperaturę w pomieszczeniach o większych rozmiarach, dużej wysokości oraz z rożnymi źródłami naturalnego wlotu zimnego powietrza.

Na rynku dostępnych jest wiele marek i modeli, podobnie jak wiele pułapów cenowych. Od bardzo przystępnych cenowo nagrzewnic po wysoce specjalistyczne urządzenia, jak nagrzewnice powietrza w wykonaniu przeciwwybuchowym, które mogą kosztować o wiele więcej, niż modele przeznaczone dla stref bezpiecznych, ponieważ ich stosowanie jest zdefiniowane przez odpowiednie przepisy – dyrektywa ATEX. W miejscach, w których mogą wystąpić atmosfery wybuchowe, stosowanie zwykłych nagrzewnic elektrycznych jest niezgodne z prawem.

W tym artykule poruszymy najistotniejsze kwestie dotyczące nagrzewnic elektrycznych oraz ogrzewaczy promiennikowych, aby ułatwić trafny wybór. Inne urządzenie będzie potrzebne w miejscu o dużej, ale zamkniętej powierzchni, na których z różnych powodów brakuje instalacji grzewczych, a inne w przestrzeniach niezamkniętych, umożliwiając skupienie ciepła w jednym punkcie lub w miejscu, w którym w danym momencie znajdują się pracownicy.

Jak działa nagrzewnica elektryczna?

Mechanizm działania nagrzewnicy elektrycznej nie jest skomplikowany, ale warto rozumieć, jak wygląda proces uzyskiwania odpowiedniej temperatury, aby poznać lepiej urządzenie i jego możliwości. To proste, solidne i całkowicie bezpieczne urządzenie o dużej wydajności.

Przed nagrzewnicą znajduje się wentylator, który powoduje odpowiedni przepływ powietrza przez urządzenie. Powietrze to ogrzewane jest za pomocą rurkowych elementów grzejnych zamontowanych wewnątrz nagrzewnicy – grzałki muszą posiadać odpowiednie parametry, zależne głównie od prędkości powietrza przepływającego przez okno nagrzewnicy oraz temperatury pracy. Na końcu ogrzane powietrze oddawane jest do pomieszczenia przez kanały grzewcze.

Dzięki temu, że nagrzewnice elektryczne nie zużywają tlenu, stosowane są nie tylko w celach przemysłowych, ale również w domach, biurach, sklepach. Bez problemu mogą być stosowane w zamkniętych, niewentylowanych pomieszczeniach. W gorące dni nie będą bezużyteczne, ponieważ nagrzewnice mogą służyć również jako wentylatory powietrza.

Jeżeli zależy nam nie tylko na osiągnięciu odpowiedniej temperatury, ale również na tym, aby osiągnąć ją w krótkim czasie, nagrzewnica elektryczna sprawdzi się jak żadna inna. Natychmiastowe efekty i wysoka jakość uzyskiwanego ciepłego powietrza sprawia, że to właśnie nagrzewnica elektryczna jest urządzeniem wybieranym najczęściej.

Nagrzewnica elektryczna – zalety:

• prosta konstrukcja i mechanizm
• wydajność
• szybkość działania
• niektóre modele posiadają możliwość łatwego transportu i przenoszenia
• czyste, bezzapachowe powietrze
• przystępne ceny

Nagrzewnice elektryczne – kiedy warto je stosować?

Nagrzewnice elektryczne to generatory gorącego powietrza, które służą do wielu celów. Profesjonalne nagrzewnice elektryczne przemysłowe stosowane są do regulacji temperatury w przemyśle, rolnictwie, klimatyzacji dla zwierząt gospodarskich, hodowli drobiu, laboratoriach oraz do ogrzewania namiotów podczas imprez, itp.

Wykorzystanie nagrzewnic na tym się nie kończy. Inne zastosowanie to na przykład wspomaganie procesów osuszania w magazynach produkcyjnych i magazynach rolniczych, gdzie wilgoć nie jest wskazana. Kolejną funkcją jest pozbywanie się wilgoci, osuszanie ścian, stropów i innych powierzchni w budownictwie. Należy pamiętać, że doskonale sprawdzają się również do kontrolowania poziomu ciepła w miejscach publicznych: w biurach i salach konferencyjnych, czy podczas koncertów.

Zdjęcie 1, 2. Nagrzewnica do instalacji osuszającej owoce

Niektóre modele nagrzewnic elektrycznych są jedyną alternatywą w miejscach, w których nie można zastosować przemysłowego ogrzewania gazowego.

Elektryczne ogrzewacze promiennikowe służą do osuszania budynków narażonych na wilgoć. Wskazane jest stosowanie ich w miejscach otwartych, gdzie utrudnione jest ogrzewanie nadmuchiwanym powietrzem np. trybuny stadionów, ogródki restauracyjne, kościoły, ogrzanie tylko kilku stanowisk pracy w wielkiej hali produkcyjnej. Elektryczne nagrzewnice kanałowe są najbardziej poszukiwane, ogrzewają one powietrze w kanałach wentylacyjnych. Te nagrzewnice radzą sobie nawet z dużą ilością wilgotnego powietrza, zapewniając bardziej naturalne osuszanie, jednak należy pamiętać, że nagrzewnice kanałowe osuszają wolniej niż ogrzewacze promiennikowe.

Zdjęcie 3. Ogrzewacze promiennikowe

Podczas przeglądania ofert nagrzewnic przemysłowych z pewnością spotkasz nagrzewnice elektryczne powietrza w wykonaniu przeciwwybuchowym. Brzmią specjalistycznie i takie też są. Nagrzewnice elektryczne powietrza w wykonaniu przeciwwybuchowym to specjalny rodzaj nagrzewnic kanałowych w wykonaniu EX. Przeciwwybuchowe nagrzewnice elektryczne są używane do ogrzewania w miejscach, w których może wystąpić atmosfera wybuchowa oraz istnieje potencjalne ryzyko wybuchu ze względu na obecność palnych gazów, oparów, pyłów metalicznych lub innych zagrożeń. Używa się je, aby zapobiec utracie ciepła procesowego, utrzymać dodatnią temperaturę magazynową, zapewnić komfort pracowników podczas pracy itp. W zależności od potrzeb dostosowywane są do trudności, obowiązujących przepisów prawnych oraz warunków, w jakich będą użytkowane. Przystosowywane są do trudnych lokalizacji, takich jak: rafinerie ropy naftowej, zakłady petrochemiczne, platformy wiertnicze, przepompownie, sprężarki turbinowe, kopalnie węgla i wiele innych.

Zdjęcie 6. Nagrzewnica do ogrzewania azotu i centrala grzewczo – nawiewna

Jakiego ogrzewacza elektrycznego potrzebujesz?

Nagrzewacze elektryczne różnią się wieloma czynnikami od właściwości, przez moc po wielkość, które wpływają na ich użyteczność i wydajność. Dobrze jest wiedzieć jaki ogrzewacz elektryczny wybrać i czym się kierować.

Według szacunkowych obliczeń, w przypadku różnicy temperatur do 20ºC i standardowej izolacji, na przestrzeni od 200 do 250 m³ potrzebne byłoby łącznie ok. 20 000 Kcal/h energii. Te wartości wymaganych kilokalorii będą jednak się różnić w zależności od faktycznej różnicy temperatur oraz rodzaju izolacji ogrzewanego pomieszczenia, o czym trzeba pamiętać, wybierając urządzenie.

Nagrzewnice elektryczne – jakie czynniki należy uwzględnić przy wyborze?

• wymiary pomieszczenia
• rozkład pomieszczenia
• temperaturę zewnętrzną
• pożądaną temperaturę wewnątrz pomieszczenia
• rodzaju izolacji budynku/pomieszczenia
• dodatkowe funkcje
• czy istnieje strefa zagrożenia wybuchem

Przy wyborze koniecznie uwzględnij powyższe wskazówki, aby wybrać optymalne urządzenie oraz zwróć uwagę na dodatkowe funkcje. Nagrzewnica elektryczna z funkcją przyłączenia dodatkowych kanałów odprowadzających powietrze może ułatwić pracę na podzielonych powierzaniach, a nagrzewnice, które osiągają wysokie temperatury, przydadzą się w wielu halach produkcyjnych. Instalacja i użytkowanie nagrzewnic jest bardzo łatwe i wygodne.

Nagrzewnica elektryczna – co należy wziąć pod uwagę wybierając nagrzewnicę do firmy

Podstawowymi wytycznymi ułatwiającymi wybór właściwego modelu nagrzewnicy elektrycznej jest cena, jakość i wydajność. Trzeba pamiętać, że urządzenie musi również zapewnić nam wszechstronność i łatwość poruszania się.

Inne elementy, o których powinniśmy pomyśleć przy wyborze urządzenia to:

• moc sprzętu: aby móc bez trudu ogrzewać duże pomieszczenia, musi być wystarczająca. Dla powierzchni większych niż 30 m² należy rozważyć moc większą niż 3000 W;
• ochrona przed wilgocią: przy zakupie zwróć uwagę, aby nagrzewnica elektryczna posiadała ochronę przed wilgocią i gromadzeniem wilgoci w mechanizmach. Taka ochrona zapewni trwałość sprzętu;
• warto sprawdzić producenta, czas jego obecności na rynku – firmy długo obecne na rynku, ze względu na doświadczenie, posiadają wiele sprawdzonych rozwiązań wpływających na trwałość i jakość urządzenia
• z polskim producentem łatwiej będzie można skonstruować nagrzewnice dopasowaną do indywidualnych potrzeb kupującego

Podsumowanie

Nagrzewnice elektryczne są doskonałą alternatywą do ogrzewania powietrza, jeżeli nie występuje możliwość innego rodzaju ogrzewania. Poprzez ich wielofunkcyjność i łatwość w obsłudze idealnie nadają się do pracy w dużych jak i małych zakładach przyspieszając i znacznie ułatwiając wiele procesów, a także dbając o komfort pracy pracowników. Jeżeli właściwie wybierzesz nagrzewnice, stanie się ona niezbędnym narzędziem pracy nie tylko w sezonie zimowym.

Masz problem z wyborem? Skontaktuj się ze specjalistami w zakresie nagrzewnic i systemów grzewczych firmy Selfa, a z pewnością znajdziemy optymalne rozwiązanie dla Twojego biznesu lub wspólnie je stworzymy. Wieloletnie doświadczenie i innowacyjne technologie wykorzystywane w produkcji profesjonalnych nagrzewnic przemysłowych gwarantuje inwestycję w sprzęt najwyższej jakości.