加热元件的发展历史

1879 年，托马斯爱迪生用碳丝点亮了他的白炽灯泡。由于这种灯丝也能产生热量，因此他获得了发明第一个加热元件的荣誉。然而，直到下个世纪，我们才开始使用这些专门用于发热的元素。然而，我们确实研究了加热的方式。

19 世纪后期，朱利叶斯·罗伯特·迈耶 (Julius Robert Mayer) 和詹姆斯·普雷斯科特·焦耳 (James Prescott Joule) 首次将加热工作的过程描述为热力学第一定律。不久之后，那个时代的发明者开始应用热力学来制造加热元件。例如，1868 年，来自伦敦的画家本杰明·瓦迪·莫恩 (Benjamin Waddy Maughan) 开发了第一台燃气热水器。但是，由于它没有用于分散蒸气的通风系统，因此不适合家庭使用。21 年后，挪威裔美国人 Edwin Ruud 发明了第一台电热水器，效果更好。

今天仍在使用的最早发现的加热元件之一是碳化硅。它是由美国发明家 Edward G. Acheson 于 1891 年发现的，他在尝试合成钻石时偶然发现了它。他得到的是一种非常坚硬的合成材料，非常适合高温应用和半导体。接下来的十年，也就是 1905 年，阿尔伯特·马什 (Albert Marsh) 发现了镍铬合金 (chromel)。由于 NiChrome 可以达到比当时竞争性加热元件高 300 倍的温度，它彻底改变了行业。1906 年，Marsh 为他的发现申请了专利。仅仅三年后，通用电气开始销售第一台成功的使用 NiChrome 的电动烤面包机。不久之后，制造商对茶壶进行了电气化。首先，它们必须在线圈元件上加热，

早期，加热元件仅被富有且利润丰厚的企业使用。然而，在二战后的经济繁荣时期，带有加热元件的电器充斥了市场，成为家中司空见惯的事。当时三种典型的取暖器具是：条形加热器、电暖气片和便携式充油暖气片。在 1950 年代，辐射棒加热非常受欢迎，因为模型是便携式的，可以在任何地方插入。此外，它们提供的热量非常快。然而，虽然它们的危险性低于燃油加热器，但它们没有足够的防护罩，使用户有被烧伤的可能性。此外，如果他们被撞倒或有人将衣服披在他们身上，他们很容易起火。今天，一些人仍然使用条形加热器，尽管它们必须满足比 1950 年代更高的安全标准。从条形加热器诞生了许多其他线材加热器，例如我们今天使用的红外线加热器。

进入 1960 年代，随着房主开始越来越依赖家庭供暖，供暖价格飞涨。为了降低供暖成本，英国制造商发明了一种新型加热器，即储热式加热器。使用电加热元件工作的储热器将热体内部的热砖加热过夜。然后，在白天，用户可以根据需要释放热量，而无需产生更多电力。1970 年代，世界各国政府都面临石油危机，因此转向使用更多的电加热元件。最终，储热器过时了，因为它们必须手动操作，并且需要用户进行大量预测性操作。此外，它们的能源效率不高。1990 年代后，人们开始将他们的工业和家庭供暖系统换成更现代的电散热器，这些电散热器更易于控制、加热速度更快且更节能。90 年代的另一项创新是将金属陶瓷轨道丝网印刷到陶瓷绝缘金属上。以这种方式制造的加热元件广泛用于水壶等家用电器中。

21 世纪的数字化发展使加热元件及其所服务的系统变得更加灵敏、直观和节能。加热元件组件现在包括 LED 屏幕、Wi-Fi 控制、智能仪表、数字键盘和用于温度加热计划的数字编程器等元件。这些特性使现代加热元件能够以极高的精度和复杂性工作。21 世纪加热元件的另一个特点是它们对化石燃料的依赖程度大大降低，因为可持续性、能源效率和健康变得更加重要。

    

加热元件的特征

加热元件负责将电能转化为热能。对于能量的转换，他们遵循焦耳热理论。当电能通过一个元件时，它会落在一个高容量的电阻上。电阻转化为电能，电能转化为热能。产生的热量与材料抵抗施加电流的程度有关。给定长度的线材电阻率的测量基于单位长度和横截面积的电阻。工程师以每米欧姆为单位进行测量。反过来，他们使用欧姆来计算元件的千瓦 (kw) 负载。千瓦负载表示加热元件承载多少电功率。

    

加热元件的应用

加热元件为现代的加热设备供电。电加热器、吹风机、烙铁、淋浴器、热水器、炉灶、烤面包机、干衣机等只是无数使用加热元件的电器的几个例子。加热元件在工业和商业环境中也极为重要，它们用于为扩散泵、窑炉、熔炉和不锈钢液浸加热器等机构提供动力。

加热元件对于各行各业都是必不可少的。其中一些最突出的行业包括：暖通空调、电子、医疗保健、水、家庭供暖、电器、工业制造、金属加工、商业食品制备、半导体、陶瓷和玻璃。