Czynniki grzewcze w grzejnikach elektrycznych

Do prawidłowego funkcjonowania grzejniki elektryczne potrzebują wypełnienia właściwym czynnikiem grzewczym (nośnikiem ciepła). Czynnikiem tym może być woda lub olej.

Jakie warunki powinien spełniać czynnik grzewczy, aby zapewnić prawidłowe funkcjonowanie grzejnika elektrycznego?

1. Nie powinien zawierać substancji powodujących korozję. Chodzi o trwałość grzejnika i elementu grzejnego.
2. Czynnik powinien być odporny na wysoką temperaturę. Powierzchnia elementu grzejnego, gdzie czynnik osiąga najwyższe temperatury pracy jest miejscem, w którym może dojść do jego rozkładu poprzez wydzielanie gazów lub substancji stałych. Wydzielanie gazów może podnieść ciśnienie wewnątrz grzejnika ponad punkt krytyczny co w efekcie przyczyni się do uszkodzenia grzejnika. Substancje stałe z kolei najczęściej odkładają się na elemencie grzejnym, a tym samym pogarszają oddawanie ciepła do czynnika. W efekcie takich zjawisk grzejnik od początku działa niewłaściwie (zbyt powolne osiąganie zadanych temperatur lub niedogrzewanie). Im dłużej taka sytuacja ma miejsce tym większe zagrożenie całkowitym uszkodzeniem elementu grzejnego.
3. Czynnik powinien mieć niską lepkość kinematyczną. Lepkość kinematyczna – to własność fizyczna, która ma fundamentalny wpływ na cyrkulację czynnika wewnątrz grzejnika. Im lepkość będzie niższa, tym czynnik będzie szybciej krążył w grzejniku zapewniając równomierny rozkład temperatury w grzejniku.
4. Czynnik powinien mieć odpowiednie ciepło właściwe (pojemność cieplną). Pojemność cieplna czynnika ma wpływ na równomierny rozkład temperatury w grzejniku. Czynnik przepływając w okolicy elementu grzejnego zawsze nagrzewa się. Gdy tylko opuści tą strefę zaczyna oddawać ciepło. Czynnik o małej pojemności cieplnej szybko wytraca temperaturę i przez resztę drogi jest chłodny. Ogrzewa się znowu w strefie elementu grzejnego. Takie zachowanie czynnika możemy obserwować w dużych grzejnikach.
5. Czynnik powinien być odporny na zamarznięcie (zestalenie) przy najniższej przewidywanej temperaturze otoczenia grzejnika.
   Czynniki, które nie zwiększają swojej objętości w trakcie zamarzania (nie zawierają wody) mogą podczas magazynowania i transportu zestalić się. Zawsze jednak przed włączeniem grzejnika (grzałki) trzeba sprawdzić czy czynnik już rozmarzł.
   Nie można dopuszczać do zamarzania czynników, które zwiększają swoją objętość (zawierają wodę lub inne czynniki z wodą) ponieważ spowoduje to uszkodzenie grzejnika oraz kapilary elementu grzejnego.

Czynniki

Woda

Woda jest najlepszym czynnikiem grzewczym ze względu na swoje właściwości, ale… może być używana tylko w przypadku gdy nie ma ryzyka spadku temperatury poniżej „0+”:

1. ma bardzo niską lepkość,
2. ma dużą pojemność cieplną (ciepło właściwe),
3. jest powszechnie dostępna,
4. jest tania,
5. jest nieszkodliwa dla środowiska.

Oleje

Oleje wykorzystywane do pracy jako nośniki ciepła powinny spełniać określone wymogi: optymalna lepkość do 5 mm2/s w temp. 40°C, dopuszczalna jest też lepkość nie przekraczająca 9 mm²/s w temp. 40°C. Temperatura zestalenia nie powinna być wyższa niż minimalna temperatura, która może wystąpić w miejscu użytkowania grzejnika.

Poniżej zestawienie przykładowych olei :