Нагревательный элемент - устройство различного вида, обеспечивающие выработку тепловой энергии используемой при решении инженерных задач. Элементы нагрева имеют различную конфигурацию, потребляемую мощность, различаются по видам и типам, применяются в установках, расходующих для работы тепло.
Применение нагревательных элементов
Нагревательный элемент, произведённый по технологии с использованием токопроводящей пасты, нашёл широкое применение в производстве тепловыделяющих устройств. Некоторые примеры эффективного применения нагревательных элементов нового вида при решении технических задач с использованием тепловых процессов представлены ниже.
Металлические нагревательные элементы
Металлические нагревательные элементы – устройства, имеющие металлическую тепловыделяющую поверхность. Примером применения металлических нагревательных элементов может служить возможность использования их для нагрева термопластичных полимеров в цикле вакуумной формовки. Одним из важных этапов технологии вакуумной формовки является необходимость равномерного прогрева полного объёма термопластичной полимерной заготовки в независимости от того какой материал используется для работы. Если этого не сделать, то плотного примыкания исходной основы к форме матрицы не получится и изделие деформируется. Наиболее оптимальным и экономичным устройством для выше указанного процесса являются плоские нагреватели на металле, выполненный на основе плёночной технологии с применением токопроводящих паст. Так как металл обладает высокой теплопроводностью, а сама конструкция практически исключает потерю тепла при передаче его на нагреваемый объект то такие электронагреватели идеально подходят для хода вакуумной формовки.
В отличие от кварцевых приборов применение металлических электрообогревателей нового вида действительно позволяет моментально реагировать на изменение мощности при этом получать равномерный поток тепла по всей поверхности заготовки и существенно сократить время цикла обработки пресс-формы. Длинна волны инфракрасного излучения металла находится в диапазоне волн от 3 до 10 мкм, что для термопластичных полимеров является наиболее оптимальным охватом температур молекулярного поглощения тепла.
Другим примером может служить нагреватели, предназначенные для ультразвуковой ванны. Большинство установок данного типа имеют встроенные нагреватели необходимые для поддержания нужной температуры чистящего раствора. Температура раствора в значительной степени влияет на механизм кавитации (образование и активность газовых или паровых пузырьков в среде, облучаемой ультразвуком). Так же она оказывает воздействие на такие свойства жидкости как поверхностное натяжение, увеличение химической активности, вязкости и плотности.
Максимальные размеры плоских нагревательных элементов, на металле нового вида составляют 300 х 200 мм., что обусловлено ограничениями линии по производству продукции. Поэтому для того чтобы создать греющею поверхность больших размеров применяют модульную сборку собранную из нескольких термоэлементов. Для модульного монтажа в один большой блок необходимо учитывать параметры расширения металла при его нагреве, то есть применяемые устройства должны располагаться с зазором между ними порядка 2 – 5 мм., это в дальнейшем предотвратит разрушение всей конструкции в процессе её работы. Крепление плоских нагревателей к нагреваемой плоскости осуществляется с помощью теплопроводящей пасты или механическим способом с использованием болтов. В целях повышения эффективности теплоотдачи тепловыделяющей поверхности обратную сторону металлического термоэлемента экранируют теплоизолирующим материалом. Такой подход позволяет повысить КПД ещё на 15 – 20% от заданной изначально характеристики.
Нагревательные элементы на керамике
Нагревательные элементы на керамике представляют собой керамическую подложку с нанесенным на нее резистивным слоем, при протекании тока на нём генерируется тепло. Сравнительная характеристика тепловыделяющих поверхностей керамических ТЭНов с нагревателями на металлической основе свидетельствуют о хороших технических характеристиках. Еще одним примером высокорентабельного применения нагревательных элементов на керамике может быть их использование для высокотемпературного нагрева деталей с небольшой рабочей поверхностью. В этом случае термоэлементы изготовлены из керамики толщиной один миллиметр с высокой теплопроводностью. Сами устройства приклеиваются к металлической плоскости теплопроводным клеем, плоскость этим же клеем крепится к поверхности нагреваемого устройства. Такая конструкция обеспечивает эффективную теплопередачу во время точечного нагрева рабочей платформы. При этом режим работы может быть постоянным, переменным, или импульсным, с высокой степенью механической вибрации рабочей поверхности используемой детали. Керамические нагреватели широко используются в микроэлектронике, радиоаппаратуре, производстве медицинских инструментов, где требуется надежное компактное устройство.
Плёночные нагревательные элементы
Пленочные нагреватели - это теплоотдающие устройства со слоем сопротивления, нанесенным на пленку, характеризующуюся небольшой толщиной, примерно 0,15-0,5 мм. Гибкие плёночные нагреватели заслужили особую репутацию на современном этапе развития технологий. Они с большим успехом используются в различных отраслях и в повседневной работе отдельных пользователей. Термэлемент может быть адаптирован практически к любой форме при минимальном рабочем пространстве, поэтому он незаменим при разработке и производстве специального оборудования для использования в суровых зимних условиях нашей страны. Гибкие нагреватели также уникальны по способу установки. Способы крепления гибких нагревателей имеют свою индивидуальность. При использовании фольгированные элементы крепятся к нагреваемой поверхности путем скрепления их специальным клеем. При этом в процессе эксплуатации очень важна плотность прилегания к обогреваемой поверхности. Под гибким нагревателем не должны образовываться пузырьки воздуха. Теплопроводность воздуха довольно низкая, и тепло, выделяемое нагревательным элементом, будет накапливаться в точке свободной адаптации, что приведет к выгоранию токопроводящей дорожки после длительного использования. Нагревательный элемент плёнка выдерживает температуру нагрева до 90 °С, поэтому принципиально важно иметь хороший отвод тепла, это, как правило, обеспечивает плотный контакт с теплопоглощающей поверхностью используемого устройства.
Нагревательные элементы на основе токопроводящей пасты
Нагревательные элементы на основе токопроводящей пасты – высокоэкономичные тонкие теплоотдающие нагреватели с низкой инертностью и идеально равномерным тепловым потоком.
Токопроводящая паста – порошкообразная механическая смесь, используемая при производстве методом шелкографии резистивных дорожек нагревательных элементов с различным удельным сопротивлением.
Технология нагревательного элемента следующая. Эскиз наносится на подложку токопроводящей пастой, создавая будущий контур цепи электрического сопротивления.
Полученная таким образом токопроводящая дорожка надежно отделена как от основания, так и от окружающей среды с пробивным напряжением более 1200 В.
При этом 
