ヒーター入門

電気ヒーターは、物体またはプロセスの温度を上げる必要があるさまざまなプロセスにおいて使用されます。たとえば、潤滑油を機械に注入する前に温める必要がある場合、または、寒さの中で凍結してしまうのを防止するためにパイプに熱トレーシングが必要な場合などです。電気ヒーターは、電気エネルギーを熱に変換することによって動作します。熱は、その後、熱伝導のさまざまな形態でプロセスに転送されます。

熱伝導の方法
対流：対流熱伝導は、熱が流体 (液体や気体など) の運動により伝達された際に起こります。対流には、自由対流と強制対流という2つの主な種類があります。自由対流は、熱勾配によって流体が自然と流れる際に発生します。たとえば、熱い空気は上昇し、冷たい空気は下降します。ここで自然対流とは、冷たい空気の上に熱い空気が移動する傾向を示しています。空気が動くに従って、熱風からの熱の一部がより冷たい空気に伝達されます。
強制対流とは、外力が流体の流れを加速するのに使用される状況を指しています。ファンや攪拌機を使用して、気体または液体の動きを生み出すことは、強制対流の一例である。

導電性： 伝導性熱伝導は、固体の熱伝導の最も一般的な方法です。熱が固体に伝達されるにつれて、固体を形成する微細な原子 (または粒子) がより熱くなり、迅速に振動し始めます。振動からのエネルギーが隣接する原子に伝達され、その原子も熱くなり始めます。固体は高密度の繰り返しの分子構造を持っているので、導電性発熱は一般的に固体に対して使用されます。

放射： 放射熱伝導とは、電磁波を使用した熱の伝達です。絶対零度を超える温度の物体は、その粒子のランダムな運動により、熱エネルギーを放出します。熱エネルギーは、物体から伝播する電磁波の形で放出されます。これらの電磁波に含まれるエネルギーは、その後、周囲の物体、流体、気体を加熱します。放射熱の一般的な例としては、太陽から感じる熱や、従来のオーブンで物体を調理するのに使用される熱などがあります。

ヒーターを選定する際の重要な考慮事項
使用するヒーターを選定する前に、目的の用途の詳細を考慮することが重要です。主な関心事としては、加熱される媒体の種類と必要な加熱力です。一部のヒーターは、油、粘性溶液、または腐食性溶液の中で動作するように特別に設計されています。しかしながら、すべてのヒーターを任意の素材に用いることができるわけではありません。目的のヒーターがプロセスによって損傷を受けないことを確認することが重要です。

さらに、適切なサイズの電気ヒーターを選択する必要があります。ヒーターの電圧とワット数を必ず決定し、確認してください。考慮すべき重要なメトリックの1つにワット密度があります。ワット密度とは、表面加熱の1平方インチあたりの熱流量率を意味しています。このメトリックは、熱がどれぐらいの密度で伝達されているかを示しています。


ヒーターの種類

	ストリップヒーターストリップヒーターとは、ある表面の上に取り付けられた平な装置で、その表面または周囲の空気を加熱するのに使用されます。フィン付きストリップヒーターには、熱伝導を最適化するフィンが付属しています。

	リングヒーターリングヒーターとは、タンクの底、金型、鋳型などの丸い形状を加熱するように特に設計されたストリップヒーターの一種です。

	浸漬式ヒーター浸漬式ヒーターは、液体、油、その他の粘性流体を直接加熱するのに使用されます。浸漬式ヒーターは液体が入っているタンクに設置されます。ヒーターが流体と直接接触するので、液体を加熱には効率的な方法です。浸漬式ヒーターは、加熱タンク内にさまざまなオプションを使用して設置できます。

	管状ヒーター管状ヒーターは通常、伝導、熱風、および放射熱によって、空気、気体、液体を加熱するのに使用されます。管状ヒーターの利点は、特定の用途のために加熱を最適化できるようにさまざまな断面とパス形状を使用して設計できる点です。

	ダクトヒーターダクトヒーターは、エアダクトを通る空気を加熱するのに使用されます。ダクトヒーターは、さまざまなHVACダクトや工業用ダクトに簡単に収まるように、四角形、円形、コイル状、およびその他の形状で提供されます。

	ロープおよびバンドヒーターロープおよびバンドヒーターは、パイプ、ビーカー、その他の丸い表面に巻き付けるために使用される柔軟なヒーターです。ロープヒーターは、パイプやタンクのトレースに特に便利です。

	フレキシブルヒーターフレキシブルヒーターは、加熱が必要な表面に適合する装置です。このヒーターは、最適な接触と熱伝導を可能にします。フレキシブルヒーターは、通常、パイプ、タンク、ドラム、または不規則な形状に巻き付けるのに使用されます。

	トート/ドラムヒータートートまたはドラムヒーターは、液体ドラムまたはガスボンベを加熱するのに使用されます。トートヒーターは、タンクやドラムを密閉し、それを暖かく保つために使用されます。フレキシブルシリコンヒーターなど他の種類のドラムヒーターは、ドラムに直接接着されます。