PTC加热器原理及功能

2023年4月28日发(作者：上海新楼盘开盘在售的楼盘)

PTC加热器原理及功能

PTC加热器原理及功能

公司以专利技术生产的PTC型陶瓷加热器，采用PTC陶瓷发热组件与波纹铝条

经高温胶粘组成。该类型PTC加热器有热阻小、换热效率高的优点，是一种自

动恒温、省电的电加热器。它的一大突出特点在于安全性能上，任何应用情况

下均不会产生如电热管类加热器的表面“发红”现象，从而引起烫伤，火灾等

安全隐患。

最显着的特点是：

1．省成本，长寿命。

不需要专门的温控器和热电阻热电偶等温度传感器进行温度反馈即能对加热器

进行发热控制，它的温度调节是靠自身的材料特性，从而使本产品具有远大于

其它加热器的使用寿命。

2．安全，绿色环保。

加热器本体的设计加热温度在200摄氏度以下的多档次，任何情况下本 体均不

发红且有保护隔离层，任何应用场合均不需要石棉等隔热材料进 行降温处理，

可放心使用不存在对人体烫伤和引发火灾的问题。

3．节约电能。

比较电热管和电阻丝加热产品，本产品是靠材料自身的特性，根据环境温度的

改变来调节自身的热功率输出，所以它能将加热器的电能消耗优化控制在最小，

同时高发热效率的材料也大幅提升了电能的利用效率。

·升温迅速、遇风机故障时也能自控温度、使用寿命长

·电压使用范围宽，可在12V-380V之间根据需要设计

·设计方便，可从小功率到大功率任意设计，外形也可按要求设计

·不燃烧，安全可靠，PTC发热时不发红、无明火

在中小功率加热场合， PTC 加热器具有恒温发热、无明火、热转换率

高、受电源电压影响极小、自然寿命长等传统发热组件无法比拟的优势， 在电

热器具中的应用越来越受到研发工程师的青睐。

使用注意

(1) PTC 加热片具有自动恒温的特点，不需要温度控制系统，将 PTC 加热片直

接通电即可。

( 2) 当 PTC 加热片用来加热液体（如水）时，液体烧干后， PTC 加热片不会

损坏。

( 3) 若 PTC 加热片用来加热冷风，不送风时， PTC 加热片不会损坏。

( 5 ）使用寿命长，正常环境下使用，寿命可达 10 年以上。

( 6 ）工作可靠，利用 PTC 加热片内部特性控温，永远不会超温。

( 7 ）工作电压非常宽：当工作电压变化 2 倍时，表面温度的变化非常小。

( 9 ）多个 PTC 加热片一起使用时，应并联，不可串联。

(10) 不同散热条件使得 PTC 加热片的发热功率差别很大。

(11) 发热功率在通电后由大到小， 最后稳定。稳定功率与使用条件有关，同

一件 PTC 发热器，使用条件不同，则功率可能相差 几倍。散热越快则稳定功

率越大； PTC 的表面温度越高则功率越高。

PTC暖风机

PTC是一种陶瓷电热元件的简称。它利用

风机鼓动空气流经PTC电热元件强迫对流，

以此为主要热交换方式。其内部装有限温器，

当风口被风机堵塞时，可自行断电。有的还装

有倾倒开关，当暖风机倾倒时也能自行切断电

源。其输出功率在800-1200瓦，可随意调温，

工作时送风柔和，升温快，具有自动恒温功能，

PTC元件一般都具有防水功能，所以适合在浴

室使用,售价在300～500元之间,是目前理想的

便携式家用电暖器。

PTC暖风机的分类

按传导方式分

(1)以热传导为主的PTC陶瓷加热器.其特

点是通过PTC发热元件表面安装的电极板(导

电兼传热)绝缘层(隔电兼传热)导热蓄热板(有

的还附加有导热胶)等多层传热结构,把PTC元

件发出的热量传到被加热的物体上.

(2)以所形成的热风进行对流式传热的各

种PTC陶瓷热风器.其特点是输出功率大,并能

自动调节吹出风温和输出热量.

(3)红外线辐射加热器.其特点实际利用

PTC元件或导热板表面迅速发出的热量直接

或间接地激发接触其表面的远红外涂料或远

红外材料使之辐射出红外线,便构成了PTC陶

瓷红外辐射加热器。

按结构特点分

(1)普通实用型PTC陶瓷加热器.这类器具

主要有: 电热蚊药驱蚊器、暖手器、干燥器、

电热板、电烫斗、电烙铁、电热粘合器、卷发

烫发器等.其特点是功率不大，但热效率高很实

用.

(2)自动恒温型PTC加热器.这类器具主要

有：小型晶体器件恒温槽、恒温培养箱、电子

保温瓶、 保温箱、保温杯、保温盘、保温柜、

保温桌等。其特点是自动保温、结构简单、 恒

温特性好、热效率高、使用环境温度范围宽.

(3)热风PTC加热器.这类热风PTC加热器

主要有：小型温风取暖器、电吹风、暖房机、

烘干机、干衣柜、干衣机、工业烘干设备等. 其

特点是输出热风功率大、速热、安全、能自动

调节风温和功耗。

PTC元件选择

PTC元件的特性和质量是直接决定PTC

发热器产品性能好坏的关键因素。目前用于暖

风机等恒温加热器产品中的PTC发热元件都

属于高温PTC元件，居里温度高于120℃，与

低温PTC元件相比，在制造工艺、性能参数

上都有较大差异。良好的PTC特性是获得好

的发热性能的基础。

PTC元件选择时主要考虑的参数：

(1)常温电阻R25：用于110~220V电压下，

R25一般取100Ω~10KΩ，用于6~24V时，R25

取0.5~5Ω。一般情况下，R25小，起始电流较

大，发热快，功率也较大。但是耐电压能力就

差。

(2)居里温度TC要适中：在一定条件下，

提高TC可以相应提高加热器的消耗功率，但

TC过高（大于260℃），使PTC元件的电极易

于老化，寿命明显缩短，且常伴有热击穿。所

以一般选择260℃以下居里温度的PTC发热元

件。

(3)耐电压要高：至少要保证二倍于使用电

压，以防电击穿。

(4)电阻温度系数要大：一般要大于14，

以保证少受环境温度变化的影响。

(5)起始冲击电流要适中：一般要求冲击电

流应小于稳定工作电流的两倍值。

(6)外形平整、厚度尺寸公差在±0.02mm以

内。

设计要点

暖风机都是强迫对流式加热设备，设计的

一个重要问题是如何将PTC产生的热量及时

取走，这取决于风机和风道的设计。采用的风

源有轴流式风扇、冷风扇式风扇、滚筒式风扇、

离心式风扇等。基本要求是：使作用到整个

PTC发热器迎风面上的风速均匀，否则发热器

的效率将会受到很大影响，PTC元件不能充分

发挥各自的能力；风速要合理， PTC发热器

的消耗功率和出口风温于风速密切相关，风速

增加，功率增大，风温降低。另外要有与之配

合良好的风道设计。

电动汽车的性能取决于加热器？

开宗明义，对于正在寻找今后汽车研发课题的人士来说，笔者想推荐

电动汽车用加热器这一研究方向。之所以这样说，是因为电动汽车使用冷暖空

调会导致续航距离大为下降。特别是使用供暖空调时耗电量更大。由于以往的

汽油车可利用发动机的余热，因此，与致冷相比供暖只需非常小的耗电量即可，

但电动汽车的余热较少（温度也较低），供暖时充电电池的能量被加热器消耗

掉是一件令人头疼的事。

目前的电动汽车，以采用PTC（PositiveTemperatureCoefficient）加

热器的居多。例如，三菱汽车推出的“i‐MiEV”采用通过PTC加热器加热循环

水的方式，日产汽车将于2010年度推出的“Leaf”采用通过PTC加热器直接加

热空气的方式。

无论哪种方式都是通过向大电阻通入电流发热的，因而耗电量较大。

为此，各厂商正在采取各种对策。例如，i-MiEV在空调上设置了“MAX”开关。

如果不按下这个按钮，致冷和供暖空调就不会满负荷运转，从而减少耗电量。

而Leaf（绿叶）在家中接通家用电源时，可通过远程操作预先启动冷

暖空调，借此减少行驶过程中冷暖空调的驱动。据介绍，富士重工的

“Plug-inStella”在座席中安装了加热器，通过对乘员直接供暖，以减少常规

加热器的使用。

尽管厂商采取了多种对策，但使用供暖空调的电动汽车的行驶距离仍

会大大下降。例如，i-MiEV在市区行驶时，如果不用空调续航距离可达120km，

使用致冷空调时续航距离下降到100km，而使用供暖空调时则下降到80km。

如使用供暖空调的行驶距离会减少到一半，那么，要想行驶与没有空

调时相同的距离，要么将电池的能量密度提高1倍，要么提高加热器的供暖效

率。能与把电池能量密度能提高1倍具有相同价值，电动汽车加热器难道不是

一个重要的开发课题吗？

顺便提一下，当笔者向汽车厂商的技术人员提出“可以用加热泵”这

种省钱的建议时，得到的回答却是，在最需要加热器的寒冷地带“根本没法

用”。各位技术人员是否愿意挑战新型加热器这一开发课题呢？