Бытовые электронагревательные приборы
(БЭНП - бытовые электронагревательные приборы).
1). Классификация приборов
Конструктивно БЭНП состоят из корпуса, нагревательного элемента, контактных штифтов, электроизоляционных материалов и теплоизолирующих элементов. Основной частью этих приборов является электронагревательный элемент, в котором электрическая энергия превращается в тепловую. Нагревательные элементы изготавливаются из проводников, имеющих высокое удельное сопротивление.
Принцип действия электронагревательных приборов основан на законе Джоуля – Ленца, который гласит, что при прохождении по проводнику электрического тока в нем выделяется количество тепла, пропорциональное квадрату тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока:
Электрический нагрев имеет ряд преимуществ перед другими видами нагрева:
1) Обеспечивает более равномерный нагрев;
2) Позволяет легко регулировать температуру нагрева в широких пределах изменением величины напряжения или силы тока;
3) Допускает автоматическое включение и выключение в установленное время;
4) Обеспечивает лучшие гигиенические условия в связи с отсутствием открытого пламени, дыма, вредных газов и копоти.
5) Менее опасен в пожарном отношении
БЭНП имеют высокий коэффициент полезного действия – 50% - 70%, в отдельных случаях до 95%, тогда как у нагревательных приборов, работающих на твердом топливе к.п.д. не более 12-20%, на жидком топливе 20-40%, газообразном 50-60%
Наиболее мощные и энергоемкие бытовые приборы – нагревательные, среди которых основное место занимают приборы для приготовления пищи, отопления и нагрева воды.
Приборы электропищеприготовления делятся на четыре группы:
1) Электроплиты
2) Электроплитки
3) Жарочные шкафы
4) Специализированные приборы
Электроплиты классифицируются:
1. По принципу преобразования электрической энергии в тепловую:
1.1 С нагревом сопротивлением
1.2 Индукционные
2. По назначению:
2.1 Переносные
2.2 Стационарные
3. По способу установки:
3.1 Встраиваемые
3.2 Блочно-встраиваемые
4. По исполнению:
4.1 Настольные
4.2 Напольные
5. По степени автоматизации:
5.1 Полуавтоматические
5.2 Автоматические
6. По числу конфорок:
6.1 одноконфорочные
6.2 двухконфорочные
6.3 трехконфорочные
6.4 четырехконфорочные
Электроплитки классифицируются:
1. По типу применяемой конфорки:
1.1 штампованная
1.2 трубчатая
1.3 чугунная
2. По числу конфорок:
2.1 одноконфорочные
2.2 двухконфорочные
Жарочные шкафы классифицируются:
1. По виду теплоотдачи:
1.1 радиационные
1.2 конвективные
2. По месту установки:
2.1 напольные
2.2 встроенные
3. По способу автоматизации:
3.1 полуавтоматические
3.2 автоматические
Специализированные приборы классифицируются:
1. По способу нагрева продукта:
1.1 теплопроводностью:
1.1.1 Электросковороды
1.1.2 Электровафельницы
1.1.3 Контактные грили
1.1.4 Электрокастрюли
1.1.5 Электрочайники
1.1.6 Электросамовары
1.2 инфракрасным излучением
1.2.1 электрогрили
1.2.2 электрошашлычницы
1.2.3 тостеры
Существует тенденция к использованию в одном приборе нескольких видов нагрева.
Нагревательные элементы.
Широкое применение БЭНП с проволочными или ленточными нагревательными элементами стало возможно после создания специальных сплавов, удовлетворяющих следующим требованиям:
1) Высокое удельное сопротивление, не зависящее от температуры r 
2) Низкий коэффициент линейного расширения (0,45-1,30)
3) Длительное выдерживание высокой температуры без окисления расплавления.
Более других сплавов этим требованиям удовлетворяют:
1) Константан – сплав меди (60%) с никелем (40%)
Рабочая температура 450-500°С. В основном применяется для изготовления нагревательных элементов кипятильников.
2) Нихром (Х15Н60; Х20Н80) – сплав никеля (55-61%), хрома (15-18%), железа (21-30%) и марганца (1,5%).Выпускается в виде: проволоки Æ от 0,2 до 10 мм ленты толщиной 0,2 - 3 мм и шириной 6 – 30 мм
Рабочая температура до 1100°С. Применяется как нагревательный элемент в электроплитках, утюгах, чайниках.
3) Фехраль (Х13104) – сплав железа (78-83%), хрома (12-15%), алюминия (3,5-5,5%), марганца (0,7%) и никеля (0,6%). Выпускается в виде проволоки Æ 0,2-6 мм. Рабочая температура 850°С. Применяется в НЭ электрических плиток, чайников, утюгов и т.д.
В НЭ токопроводящую проволоку и ленту изолируют от корпуса – от этого зависит качество, надежность и безопасность эксплуатации БЭНП.
Электроизоляционные материалы должны обладать следующими свойствами:
1) Высокой электрической прочностью;
2) Выдерживать частые значительные колебания температуры;
3) Не снижать качество при длительной эксплуатации;
4) Иметь малую гигроскопичность
5) Обладать хорошей теплопроводностью и высокой механической прочностью
Для Н.Э. с рабочей температурой до 800 °С в качестве изолирующих материалов применяют:
1. асбестовый картон;
2. фарфор;
3. жароупорный миканит;
4. слюду флагопит;
Для Н.Э. с рабочей температурой до 1700 °С используют:
1. электротехническую керамику;
2. шамот;
3. периклаз (MgO);
4. кварцевый песок (SiO2);
При изготовлении Н.Э. для уменьшения габаритов прибора проволоку свивают в спираль, а ленту наматывают на плоское электроизоляционное основание.
Тепло от Н.Э. может передаваться тремя способами:
1) За счет теплопроводности (при непосредственном соприкосновении) в электрических утюгах.
2) За счет конвекции
а) естественной – при нагревании воды – более теплая поднимается вверх, более холодная вниз
3) Лучеиспусканием (в электрических каминах).
Возможно совмещение двух или трех способов.
В зависимости от назначения Н.Э. выполняются открытыми или закрытыми. Последние, в свою очередь, подразделяются на герметичные и негерметичные.
15.12.98г
Н.Э. открытого типа представляют собой спирали, открыто размещенные в канавках соответствующего профиля, или свободно подвешенные на кронштейнах – изоляторах.
Н.Э. закрытого типа выполняются из спиралей или лент, помещенных в закрытую оболочку из электроизоляционного материала, предохраняющую от механических повреждений, но не препятствующую доступу воздуха. Например: чешуйчатые керамические бусы.
Герметичные Н.Э. трубчатого типа являются наиболее совершенными. Спираль Æ 4-5 мм, выполненную из нихрома помещают в трубке Æ 8-10 мм, изготовленной из латуни, нержавеющей стали или другого материала, допускающего температуру нагрева от 400 до 800 °С. Свободное пространство в трубке заполняется кварцевым песком или порошком окиси магния. Для предохранения спирали от воздействия воздуха и влаги концы трубки герметично заделываются электроизоляционными втулками и заливаются стекловидной эмалью.
Н.Э. такого типа имеют хорошие условия для теплопередачи, долговечны, нечувствительны к механическим и химическим воздействиям. Срок их службы достигают 10000 часов.