Električni grelci se pogosto razlikujejo precej bolj, kot kaže njihov videz. Cevni grelec lahko segreva tekočino ali zrak, patron grelec dovaja toploto v kovinsko orodje, objemni pa se namesti okoli valjastega dela stroja. Čeprav vsi električno energijo pretvarjajo v toploto, jih ni mogoče poljubno zamenjevati. Odločilne razlike se pokažejo pri konstrukciji naprave, razpoložljivem prostoru in načinu, kako mora toplota doseči ogrevani material.
Foto: Rodion Kutsaiev/ Unsplash+
Različna konstrukcija grelnega telesa pomeni tudi drugačen način ogrevanja.
V proizvodnem obratu lahko električni grelci opravljajo zelo različne naloge. V eni napravi segrevajo tekočino, v drugi vzdržujejo temperaturo kovinskega orodja, v tretji pa ogrevajo valjasti del stroja. Na prvi pogled gre za podobne zahteve, saj mora vsak grelec ustvarjati toploto. Toda ko je treba določiti njegovo mesto vgradnje, se razlike hitro pokažejo.
Za kovinsko ploščo z izvrtinami je lahko primeren povsem drugačen grelni element kot za posodo s tekočino. Še drugačna rešitev je potrebna, kadar mora toplota prehajati skozi zunanjo površino cilindra. Zato se cevni, patron in objemni grelci razlikujejo predvsem po konstrukciji in načinu uporabe, ne pa po tem, kateri bi bil na splošno zmogljivejši ali kakovostnejši.
Cevni grelci: Ko je treba obliko prilagoditi napravi
Cevni grelci so prepoznavni po kovinskem plašču, v katerem je nameščena uporovna žica. Med njo in zunanjo cevjo je električno izolacijski material, ki hkrati omogoča prenos toplote. Takšna zasnova omogoča izdelavo ravnih in upognjenih elementov, kar je uporabno predvsem tam, kjer mora grelec slediti obliki naprave ali razpoložljivemu prostoru.
Uporabljajo se za segrevanje zraka, vode, olja in drugih medijev, vendar je treba izvedbo prilagoditi konkretnim delovnim pogojem. Grelni element, zasnovan za delovanje v zraku, ni nujno primeren za neposreden stik s tekočino. Pomembna sta tako material zunanjega plašča kot način, na katerega toplota prehaja v okolico.
V družinskem podjetju Elektromehanika Hožič iz Kranja, ki se z izdelavo električnih grelnih teles ukvarja že več kot štiri desetletja, proizvajajo cevne grelce z zunanjima premeroma 6,5 in 8,5 milimetra. Izdelava po tehničnih načrtih omogoča prilagajanje njihove oblike, pri izbiri materiala pa je treba upoštevati predvideno temperaturo in medij. Med uporabljenimi materiali podjetje navaja tudi nerjavno jeklo in zlitino Incoloy.
Prav možnost oblikovanja je ena njihovih najpomembnejših značilnosti. Konstruktorju omogoča, da grelni element razporedi glede na zasnovo ogrevalnega sistema, namesto da bi moral celotno napravo prilagajati eni sami obliki grelca.
Foto: elektromehanika-hozic.si/elektricni-grelci/cevni-grelci/
Patron grelci: Toplota, skrita v notranjosti kovine
Pri nekaterih industrijskih napravah za namestitev grelca ni prostora na zunanji površini. Toploto je treba dovesti neposredno v kovinsko orodje, delovno ploščo ali drug strojni element. Za takšne naloge se uporabljajo patron grelci, ki se vstavijo v posebej pripravljene izvrtine.
Njihova uporaba je značilna za različna proizvodna orodja, nože in čeljusti pakirnih naprav. Grelni element oddaja toploto okoliškemu materialu, zato je kakovost stika s kovino pomembna za delovanje celotnega sklopa. Če je izvrtina prevelika, se prenos toplote poslabša, grelec pa lahko deluje v neugodnejših temperaturnih razmerah.
Pri Elektromehaniki Hožič zato v tehničnih navodilih navajajo, da sme biti izvrtina največ 0,2 milimetra večja od premera patron grelca. Podatek se zdi nepomemben, dokler ne pomislimo, da se toplota s površine grelca prenaša prav skozi stik z notranjo steno izvrtine. Že majhna razlika v dimenzijah lahko vpliva na ta prenos.
Patron grelci se razlikujejo tudi po izvedbi električnih priključkov. Na voljo so različice z enostranskimi ali dvostranskimi izvodi ter posebne nizkonapetostne izvedbe. Izbira je povezana z razporeditvijo sestavnih delov stroja, dostopnostjo priključkov in zahtevami električne zasnove.
Njihova glavna posebnost je torej način vgradnje. Ker so nameščeni znotraj kovinskega dela, lahko toploto dovajajo na območja, kjer bi bilo zunanje ogrevanje konstrukcijsko zahtevno ali neprimerno.
Objemni grelci: Segrevanje okoli valjaste površine
Pri objemnih grelcih je položaj obrnjen. Grelni element se ne vstavi v notranjost kovinskega dela, ampak ga objame z zunanje strani. Takšna rešitev je uporabna pri valjastih komponentah industrijskih strojev, kjer mora toplota prehajati skozi njihov zunanji obod.
Objemni grelci se uporabljajo v različnih proizvodnih postopkih, med drugim v gumarski, tekstilni in čevljarski industriji. Ker se pritrdijo okoli ogrevanega dela, je pomembno, da se konstrukcija grelca ustrezno prilega površini. Od tega sta odvisna stik med materialoma in prenos toplote.
Elektromehanika Hožič izdeluje objemne grelce od premera 30 milimetrov dalje. Pri proizvodnji uporablja mikanitne in keramične izvedbe. Pri prvih je uporovna žica navita na mikanitno jedro, pri drugih pa je nameščena v keramične segmente, ki so primerni za zahtevnejše temperaturne pogoje.
Na spletni strani podjetja je za objemne grelce navedena največja specifična moč 6,5 W/cm². Ta podatek opisuje konstrukcijske možnosti, ne pomeni pa, da je takšna obremenitev primerna za vsako napravo. Ustrezna izvedba je odvisna tudi od delovne temperature in pogojev prenosa toplote.
Pri montaži lahko odločajo podrobnosti, ki jih na fotografiji izdelka skoraj ni mogoče opaziti. Ena takšnih je položaj električnega priključka. Ta je lahko izveden z izolirano žico, vijaki ali aparatnim natikalom, njegova postavitev pa mora omogočati varno priključitev v prostoru, ki je na voljo okoli stroja.
Tri izvedbe, vendar ne trije neposredni tekmeci
Cevnih, patron in objemnih grelcev ni smiselno razvrščati od najboljšega do najslabšega. Vsaka izvedba je nastala kot odgovor na drugačno konstrukcijsko zahtevo. Razlika postane najbolj očitna, ko primerjamo njihove možnosti namestitve.
Če je treba segrevati tekočino v posodi, je lahko primerna ustrezno zasnovana cevna izvedba. Pri kovinskem orodju, v katerem so pripravljene izvrtine, pride v poštev patron grelec. Kadar je ogrevani del valjaste oblike in je dostopen z zunanje strani, pa je lahko smiselna uporaba objemnega grelca. V vseh primerih mora biti končna izbira usklajena s tehničnimi zahtevami naprave.
Razlikuje se tudi način, kako posamezen grelec poseže v konstrukcijo stroja. Patron zahteva natančno obdelano izvrtino, objemni ustrezno zunanjo površino, cevni pa dovolj prostora za predvideno obliko in namestitev. To vpliva že na načrtovanje nove opreme, pri obstoječih napravah pa lahko omeji možnosti zamenjave z drugačno vrsto grelnega telesa.
Zato primerjava samo po električni moči ne pove dovolj. Dva grelca z enakim številom vatov imata lahko povsem drugačno površino za oddajanje toplote in drugačen stik z ogrevanim materialom. Pomembni so še napetost, dimenzije, materiali in način priključitve, vendar jih je smiselno obravnavati šele v povezavi s konkretnim načinom ogrevanja.
Foto: elektromehanika-hozic.si/elektricni-grelci/objemni-grelci/
Od tehničnega načrta do ustreznega grelnega telesa
Pri novih napravah se vrsta grelca praviloma določi že med konstrukcijskim načrtovanjem. Pri vzdrževanju obstoječih strojev je položaj drugačen, saj so mesto vgradnje, dimenzije in priključki pogosto že določeni. Takrat je treba poiskati izvedbo, ki ustreza dejanski konstrukciji, ne zgolj približno podobnega izdelka.
Za izdelavo po naročilu so zato pomembni natančni tehnični podatki. Pri cevnih grelcih so to med drugim oblika, dimenzije in predvideni medij. Pri patron izvedbah je treba poznati izvrtino in razporeditev priključkov, pri objemnih pa premer in širino ogrevanega dela ter razpoložljivi prostor za montažo.
Elektromehanika Hožič izdeluje različne vrste električnih grelnih teles po tehničnih načrtih naročnikov in omogoča strokovno svetovanje glede izvedbe. Takšen pristop je posebej uporaben pri napravah, kjer standardne dimenzije ali priključki ne ustrezajo obstoječi konstrukciji.
Cevni, patron in objemni grelci niso različice iste rešitve, med katerimi bi odločala zgolj cena ali moč. Njihova uporabnost je povezana predvsem s tem, kako mora toplota doseči ogrevani del naprave. Ko je ta zahteva jasno določena, postane tudi izbira ustrezne konstrukcije precej enostavnejša.
Več informacij o izdelavi cevnih, patron in objemnih grelcev ter tehničnih možnostih podjetja Elektromehanika Hožič, ki deluje na Koroški cesti 47a v Kranju, je na voljo na uradni spletni strani podjetja.