산업용 또는 공업용 전기히터(전열 히터)는 산업 현장의 기계장치에서 가열 또는 보온의 목적으로 사용됩니다. 전기히터의 종류는 카트리지 히터, 시즈 히터, 밴드 히터, 실리콘 고무 히터 등이 있으며, 높은 출력과 내구성을 갖춰 고효율의 가열장치를 설계할 수 있습니다.
전열 히터 또는 전기히터란? 전기 에너지가 발열체를 통과하여 열에너지로 변환되는 장치로 발생한 열은 복사, 대류, 전도 등의 방식으로 주변에 전달됩니다.
전기히터(전열 히터)의 종류와 특징
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작업 환경 : 주변 온도와 습도 그리고 화학 물질 등 작업 환경 조건을 고려합니다.
안전성 : 과열 방지 장치와 누전 차단 장치 등의 안전장치를 고려합니다.
에너지 효율 : 전기 에너지의 소비량을 줄이고 발열 성능을 높이는 고효율의 조건을 계산 또는 고려합니다.
히터의 종류 : 사용하는 산업 환경의 기계장치에 맞는 히터를 고려합니다.
산업용 또는 공업용 전기히터(전열 히터)는 장치가 가열하고자 하는 매체(재질)에 따라, 형태에 따라, 가열 방식에 따라, 사용 방법에 따라 그 종류가 나누어집니다.
카트리지 히터(봉 히터)
금속 블록이나 금형에 정밀하게 구멍을 가공하고 삽입하여 가열하는 원통형 전기히터입니다. 높은 온도와 정밀한 온도 제어로 가열이 필요한 산업 현장에서 널리 사용됩니다. 히터의 전원부가 한 방향으로 구성되어 협소한 공간에 설치가 용이하며, 소형으로 제작하여도 성능이 높아 다양한 장치에 널리 사용됩니다.
주 사용 예) 플라스틱의 사출 성형, 압출 성형 등의 금형 가열에서 금속 가공 공정의 열처리를 위한 금속 가열 그리고 식품 산업의 오븐과 같은 장치에서 포장 상업의 열 밀봉 장치와 포장재 가열 공정 등에 널리 사용됨.
플랜지 히터(투입 히터)
액체나 기체와 같은 유체를 가열하기 위해 탱크나 파이프에 직접 설치되는 산업용 히터입니다. 플랜지라는 연결 부품을 사용하여 설치하며, 밀폐된 압력용기에 열전달 효율이 높고 고온에 따른 압력에도 사용이 가능하도록 설계된 히터입니다.
주 사용 예) 가열하고자 하는 유체에 직접적인 가열이 가능하기 때문에 화학 물질의 가열과 식품의 가공, 살균 그리고 보일러 급수 가열, 오일 가열 마지막으로 금속 가공의 도금액 가열 등에 사용됨.
시즈 히터(파이프 히터)
금속 파이프 안에 발열선을 삽입하고 절연체로 채워 넣어 만든 파이프 형태의 전기히터로 용도에 따라 다양한 형상으로 제작이 가능합니다. 카트리지 히터와는 다르게 전원부가 양 끝단에 위치하여 다소 복잡한 형상에도 설치가 용이합니다.
주 사용 예) 산업용 액체, 기체 가열의 건조 공정과 화학 물질 가열 그리고 산업용 난방, 온수 가열 마지막으로 식품 산업의 가열 살균 공정 등에 사용됨.
코일 히터
발열선을 코일(스프링) 형태로 제작된 전기히터입니다. 주로 고온이 필요한 산업 현장에서 사용되며, 특히 파이프 배관의 외측 면을 감싸 사용할 수 있습니다. 카트리지 히터와 시즈 히터의 장점을 혼합하여 발열 면적에 따른 고열 발생이 가능하여 열전도가 높고 수명이 비교적 길다는 장점이 있습니다.
주 사용 예) 플라스틱 열 성형을 위한 배관의 고온 가열 또는 보온의 핫 러너 시스템과 포장 공정의 열 밀봉 그리고 실험 장비의 가열, 보온 등에 사용됨.
밴드 히터
원통형 또는 곡면형 표면을 가열하는 데 사용되는데 배관 또는 실린더와 원통형 용기의 외측을 감싸 사용되며, 코일 히터보다는 낮은 온도로 조금 더 폭넓은 범위로 사용되는 전기히터입니다. 피가열물에 접촉 상태에 따라 열전도에 영향을 미치며, 코일 히터에 비해 매우 저렴하다는 장점이 있습니다.
주 사용 예) 주로 플라스틱 산업에서 사출 성형기나 압출기의 실린더 가열과 화학 물질의 가열 그리고 기타 산업의 열처리, 건조, 용융 등에 사용됨.
IR(Infrared Radiation) 히터(세라믹 히터)
절연체로 구성된 세라믹을 통해 전파(적외선) 형태로 가열하는 방식의 전기히터입니다. 피가열물에 직접적인 접촉이 필요 없으며, 열이 적외선 복사에 의해 전달되기 때문에 건조에 효과적인 전기히터입니다. 특히 절연에 의한 화재의 위험이 낮고 간단한 구조로 설치가 용이하며 비교적 저렴합니다.
주 사용 예) 주로 가정용, 산업용, 농업용의 난방 시스템으로 폭넓은 사용이 가능하며, 의료기의 물리치료와 온열 치료 등에 사용됨.
실리콘 고무 히터(판 히터)
내열, 내한, 내약품성에 강한 실리콘 재질의 판재 형으로 적절한 탄성과 유연한 실리콘의 특성으로 다소 복잡한 형상의 피가열물의 보온에 효과적인 전기히터입니다. 재질의 유연성 때문에 완전한 밀착이 가능하여 열전달 능력이 비교적 우수하고 열의 분포가 균일하다는 장점이 있습니다.
주 사용 예) 실리콘 재질로 부식과 변형이 없어 다양한 환경의 가열 공정에 사용하며, 배관의 동파 방지 보온과 생활 가전제품의 온도 유지 및 가열 등에 사용됨.
이 외로 요구사항에 맞춰 주문 제작이 가능한 주물 히터와 알루미늄 판재 히터, 칼날 히터 등과 같은 다양한 전기히터가 있습니다. 주문 제작형 히터는 전문 히터 제작 업체의 전문가와 협의를 통해 제작이 가능하기 때문에 필히 설계 전에 사양 문의를 우선 진행할 필요가 있습니다.
글을 마치며,
여기까지 다양한 종류의 산업용 전기히터의 특징과 사용 예를 정리하였습니다. 가열 장치를 설계하기 전에 어떤 종류의 히터를 사용해야 할지 결정하는 데 조금의 도움이 되었으면 하는 바람으로 작성하였으니 설계 업무에 참고하시기를 바랍니다.
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