इलेक्ट्रिक हीटर अवधारणा
विकास से पहले, कई मौजूदा और संभावित प्रौद्योगिकियों (जैसे तार-घाव प्रतिरोध या सकारात्मक तापमान गुणांक (पीटीसी) हीटिंग) का विश्लेषण किया गया था। चार मुख्य विकास उद्देश्यों का मूल्यांकन किया गया और इन उद्देश्यों के संबंध में कई संभावित तकनीकों की तुलना की गई:
(1) दक्षता के संदर्भ में, नया हीटर अत्यधिक कुशल होना चाहिए क्योंकि यह शीतलक तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला और सभी वोल्टेज पर आवश्यक ताप उत्पादन प्रदान करने में सक्षम होना चाहिए;
(2) द्रव्यमान और आकार के संदर्भ में, नया हीटर जितना संभव हो उतना छोटा और हल्का होना चाहिए;
(3) प्रयोज्यता और लागत के संदर्भ में, दुर्लभ पृथ्वी सामग्री और Pb के उपयोग से बचना चाहिए, जबकि नए उत्पाद की लागत प्रतिस्पर्धी होनी चाहिए;
(4) सुरक्षा के संदर्भ में, बिजली के झटके या स्केलिंग दुर्घटनाओं के किसी भी जोखिम को सभी परिस्थितियों में रोका जाना चाहिए।
ऑटोमोबाइल के लिए इलेक्ट्रिक हीटर की मौजूदा अवधारणाओं में, सबसे लोकप्रिय पीटीसी हीटर हैं जो एक सकारात्मक तापमान गुणांक के साथ बेरियम टाइटेनेट (BaTiO3) से बने प्रतिरोधों के साथ हैं। इस कारण से, इसके ऑपरेटिंग सिद्धांत के कई विवरणों को समझाया गया है और इसकी तुलना उच्च वोल्टेज हीटरों के लिए एचवीएच के अनुसार विकसित लैमिनार हीटर से की जाती है।
हालांकि पीटीसी तत्व की स्व-सीमित विशेषताएं कुछ मामलों में सिस्टम के डिजाइन को आसान बना सकती हैं, विशेष रूप से विफलता मोड के लिए, इसमें कुछ अंतर्निहित कमियां हैं, जिनमें से मुख्य हैं:
(1) पीटीसी तापमान 120 डिग्री से अधिक होने पर पीबी डोपिंग की आवश्यकता। एक छोटे पैकेज आकार में तेजी से गर्मी हस्तांतरण सुनिश्चित करने के लिए, PTC तत्वों को तापमान सीमा में संचालित करने की आवश्यकता होती है, जहां ऑटोमोटिव कूलेंट हीटरों को लागू करते समय Pb डोपिंग आवश्यक है;
(2) पीटीसी के लिए दुर्लभ पृथ्वी धातु ला का अनुप्रयोग बहुत आम है;
(3) गैर-रैखिक प्रतिरोध / तापमान प्रोफ़ाइल जिसके परिणामस्वरूप पीटीसी तत्व के उच्च तापीय प्रतिरोध के साथ सक्रिय होने पर उच्च प्रारंभिक प्रवाह होता है, जो पीटीसी हीटर के प्रतिक्रिया समय को अपेक्षाकृत धीमा कर देता है;
(4) कम पीटीसी तापमान के परिणामस्वरूप शीतलक में कम गर्मी स्थानांतरित हो जाती है, इस प्रकार शीतलक तापमान बढ़ने पर थर्मल प्रदर्शन कम हो जाता है;
(5) जैसे ही पीटीसी तापमान कम होता है, वोल्टेज कम होने से थर्मल प्रदर्शन कम हो जाता है, इस प्रकार गर्मी हस्तांतरण सीमित हो जाता है। (6) चूंकि पीटीसी तत्व का तापमान सीधे लागू वोल्टेज से संबंधित होता है, इसलिए इसे आंशिक भार पर नियंत्रित करना मुश्किल होता है।
