いろいろな加熱機器

いろいろな加熱機器

加熱機器には、

1.ガスや石油などの燃料を直接燃焼して熱を出すものと、
2.それとは別に、太陽熱
3.さらに地熱
4.その熱源で造った蒸気、
5.蒸気で造った電気

といくつかの種類があります。

その中で、電気を熱源とするヒーターが一番多く使われています。
使用できる範囲が広く、産業用・家庭用ともに多く使われています。
色々な電気ヒーターについて、以下に説明します。

☆電気加熱の主な方法

●抵抗加熱(ジュール熱による加熱)

導体に電流を流すと、ジュールの法則により、熱が発生します。
抵抗 R[Ω:オーム]の導体に、I[A:アンペア]の電流を流すと、P[W:ワット]の熱が発生します。
P = I x I x R [W:ワット] 1W = 1J/秒 = 0.239 cal/秒
1kW・時 = 860 kcal

●誘電加熱

樹脂や木材など、電気の不良導体(誘電体)を、平行電極にはさんで高周波電圧を加えると、誘電体の温度が上昇します。
電極間に高周波電圧方向の電気力線が生じると、誘電体内の分子の極性がこの方向に並ぼうと運動して、隣の分子との摩擦が生じて発熱します。

●マイクロ波加熱

これは電子レンジの原理です。

マイクロ波は、金属表面では反射しますが、誘電体には吸収され、分子が電界の向きに応じて回転・振動をし、摩擦熱で発熱します。

●誘導加熱

産業界では、「高周波焼入れ」として普及している原理です

巻線の中に金属材料を置き、交流電流を流すと、磁界が生じることにより金属材料に誘導電流が流れ、抵抗加熱により発熱します。

●ヒートポンプ

外部から電気で駆動エネルギーを与えて、大気や水という低温熱源から熱を奪い、温度の高い部分へ熱を移動させる装置です。圧縮による凝縮(発熱)-膨張(給熱) を利用します。
冷却にも加熱にも同じ原理が使えます。熱の移送の方向を逆にして同じ装置を加熱にも冷却にも使ったり(エアコンなど)、冷温熱同時取り出し(給湯製氷機など)も可能です。

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