Ohrievanie otvoreným-vzduchom, ktoré sa často nazýva „suché{1}}vykurovanie“, predstavuje jedinečný súbor výziev. Aplikácie, ako sú nástroje na zváranie plastov, tesniace tyče baliacich strojov, laboratórne pece alebo vzduchové predhrievače-v potrubí, sa spoliehajú na vykurovacie prvky, ktoré fungujú na vzduchu. Najčastejšími sťažnosťami v týchto scenároch sú pomalé zahrievanie-, neschopnosť dosiahnuť cieľovú teplotu alebo, čo je najdôležitejšie, veľmi krátka životnosť ohrievača. Na rozdiel od ohrevu kvapalinou alebo formou je vzduch zlým vodičom tepla, čo zásadne mení spôsob, akým je potrebné vybrať a použiť jeden ohrievač.
Základným princípom ohrevu vzduchu je riadenie povrchovej teploty. Pretože vzduch nemôže odoberať teplo z plášťa ohrievača tak efektívne ako kvapalina alebo kov, teplota plášťa prirodzene stúpne oveľa vyššie, aby sa rozptýlilo rovnaké množstvo energie. Ak nie je začiarknuté, môže to rýchlo prekročiť bezpečný prevádzkový limit materiálu plášťa, čo vedie k rýchlej oxidácii, strate pevnosti v ťahu a vyhoreniu. Preto je povolená hustota wattov pre ohrev vzduchu výrazne nižšia ako pre aplikácie ponorením alebo formou. Na základe rozsiahlych údajov v teréne sa pre štandardný opláštený prvok v tichom vzduchu musí hustota vo wattoch často udržiavať pod 10-15 W/in², aby sa zabezpečila primeraná životnosť.
Na prekonanie obmedzení nízkej hustoty wattov a dosiahnutie vyššieho tepelného výkonu sa návrh musí zamerať na zväčšenie dostupnej plochy. Tu sa zákazkové úpravy štandardného ohrievača kaziet stávajú veľmi cennými. Dve osvedčené stratégie sú pridanie rozšírenej povrchovej plochy cez rebrá alebo použitie kovového montážneho bloku. Ohrievače s rebrovanými kazetami majú hliníkové alebo nerezové rebrá nalisované alebo pripevnené k plášťu, čím sa dramaticky zväčšuje plocha v kontakte so vzduchom. To umožňuje vyšší celkový výkon pri udržiavaní skutočnej povrchovej teploty plášťa na bezpečnej úrovni, čím sa zlepšuje prenos tepla aj účinnosť.
Alternatívne môže byť ohrievač vložiek vložený do opracovaného hliníkového alebo medeného bloku. Ohrievač vedie teplo do bloku a blok sa so svojou veľkou povrchovou plochou stáva zdrojom tepla pre vzduch alebo pre kontakt s produktom (ako tesniaca lišta). Táto metóda poskytuje vynikajúcu rovnomernosť teploty v celom bloku a chráni ohrievač pred priamym vystavením prúdeniu vzduchu alebo kontaminantom. Je to bežný a efektívny dizajn pre horúce platne, čeľuste na zváranie teplom a ohrievače trysiek.
Prúdenie vzduchu je ďalším kritickým faktorom. Kazetový ohrievač pracujúci v pohybujúcom sa vzduchu (nútená konvekcia) dokáže zvládnuť vyššiu hustotu wattov ako ten istý ohrievač v pokojnom vzduchu (prirodzená konvekcia), pretože pohybujúce sa pásy vzduchu efektívnejšie odvádzajú teplo. Návrhy potrubných ohrievačov alebo prúdov vzduchu explicitne zohľadňujú rýchlosť vzduchu pri výpočte požadovanej plochy povrchu a výkonu.
Výber materiálu zostáva dôležitý. Pri aplikáciách na suché{1}}vypaľovanie pri vyšších teplotách (nad 750 stupňov F / 400 stupňov ) môže štandardná nehrdzavejúca oceľ oxidovať príliš rýchlo. Materiály plášťa ako Incoloy 840 alebo 840/800 sú preferované pre ich vynikajúcu odolnosť voči vysokoteplotnej -oxidácii, pričom si zachovávajú integritu počas mnohých ďalších tepelných cyklov.
Úspech v aplikáciách ohrevu vzduchu je skôr cvičením v návrhu tepelného systému ako jednoduchým výberom ohrievača. Vyžaduje si to výpočet potrebnej tepelnej záťaže, pochopenie tepelných ciest a následné navrhnutie riešenia-či už ide o rebrový ohrievač, zostavu vyhrievaného bloku alebo strategicky usporiadané pole-, ktoré efektívne riadi povrchovú teplotu. Pre konštruktérov zariadení môže partnerstvo s výrobcom ohrievačov už vo fáze návrhu viesť k optimalizovaným tepelným súpravám, ktoré sú spoľahlivé, efektívne a kompaktné, čím zaisťujú, že koncové strojové zariadenie bude fungovať tak, ako má, bez bolesti hlavy z predčasných porúch ohrievača.
