厚膜加热元件的计算与设计

1-功率计算

以下计算主要基于即热饮水机中的厚膜加热元件。

M：水的质量 P：水的密度 V：水的体积 C：水的比热 Q：流量 s：时间 AT：水的温升 T：加热时间 P：加热元件的功率

7：热效率

公式如下

中号 - 公关 (1)

V - Q * (2)

水从初始温度到最终温度吸收的热量为：

W1 - CMAT

电量损失为零

W2 - P

在加热元件没有表面损失的情况下

有：

W1和W2

С MA Т - P

D2 出发

下士。 * tAT P > PCpAT

本设计中的水为水，C4.2*10

(KG) * K, p {{0}}.0 * 10 KG/m '

你得到单位

P-4.20AT，其中 Q 的单位为 ml/s。 若考虑加热元件的表面损耗，将热效率换算成N，则可得P-4.20AT/n

如果厚膜加热器的热效率为95%，进水温度为25度，出水温度为100度，则p-331.60，也就是说，2000W的加热器需要烧开水，水的最大流量只能是6mL/S，即0.361/min。 如果流速太高，水就不会沸腾

其他加热方式的计算方法也可以根据能量平衡W-CMAT计算，这里不再推导

2-厚膜印刷电路的计算：

RH为工作温度下的电阻，RC为初始温度下的电阻； TH 是工作温度，TC 是初始温度，U 是工作电压。 1p为电流密度，印刷P为功率密度，对于不锈钢厚膜电热元件功率密度一般在60W/cm以下电流密度在3A/mm以下为宜； 线宽W、线长L、线面积S。

公式如下：

P=U/RH

= > 右侧=上/下

TCR= ((RH -RC) x 106) / (RC x (TH - TC)) =>RC-RH/(1+TCR (TH-TC)*109) =/P(1+TCR(TH-TC)*10) =>RC-U/P(1+TCR (TH-TC)*10")

根据介质尺寸，选择与其匹配的电阻尺寸，并通过电阻尺寸的Datasheet查出方阻IiSq、电阻温度系数TCK、电流密度1p、功率密度Pp，计算出初始电阻值Rc，得到即可得到其大小对应的方阻Rsy

L - RCW/Rs4

然后根据Pp=PA/L"W计算功率密度，看是否满足我们的设计要求。功率PA分为初始功率和稳态功率，需要根据下式分别计算功率密度成熟抗性和抗寒性

43 平面设计

电阻图形设计，电阻层弯曲圆弧形状，不要采用90度弯曲，因为90度弯曲可能形成热点，热量集中在弯曲处，长期使用容易导致开路故障，也可以在导体浆料的弯曲可以避免上述问题。 同时尽量保证整个发热体热量分布的均匀性。

导线的宽度主要根据焊膏的性质和导线正常工作时的电流密度得到，通常根据计算值，设计有1.5倍以上的折减系数。

电阻端的作用是完成电阻与导线的连接。 端部引线带的宽度一般不小于引导带的宽度，与电阻的搭接连接不小于引导带的50%。

出线点是连接电源的桥梁，需要根据连接方式合理选择。 焊接和碰撞方式的连接点是保证Lead H线作为基本引线慢慢连接。