Načelo odpornosti segrevanja grelnika zraka

Zračni grelniki uporabljajo joulov učinek električnega toka za pretvorbo električne energije v toploto v toplotne predmete. Te so na splošno razvrščene kot ogrevanje z neposrednim uporom in ogrevanje z neposrednim uporom. V prvem se napajalna napetost uporabi neposredno na segrevanje predmeta. Ko tok teče, sam objekt ustvari toploto. Za ogrevanje z neposrednim uporom mora biti predmet prevodnik z visoko upornostjo. Ker se toplota ustvarja znotraj samega predmeta, se šteje za notranje ogrevanje in ima visoko toplotno učinkovitost. Neposredno odpornost ogrevanje zahteva ogrevalne elemente, narejene iz specializiranih zlitin ali nemetalnih materialov. Toplotna energija nastaja z grelnim elementom in se prenese na predmet z sevanjem, konvekcijo in prevodnostjo.

Ker sta predmet in ogrevalni element ločena entiteta, je vrsta ogrevanega predmeta na splošno neomejena, zaradi česar je delovanje preprost. Material ogrevalnih elementov za ogrevanje z neposrednim uporom običajno zahteva visoko upornost, nizko temperaturni koeficient upora, minimalno deformacijo pri visokih temperaturah in odpornost proti krhljivosti. Pogosto uporabljeni materiali vključujejo kovine, kot so zlitine železov-aluminije in nikelj-kromijeve zlitine, ter ne-kovinski materiali, kot sta silicijev karbid in molibden disilicid. Najvišja delovna temperatura kovinskih ogrevalnih elementov lahko doseže 1000-1500 stopinj, odvisno od vrste materiala; Najvišja delovna temperatura nekovinskih ogrevalnih elementov lahko doseže 1500-1700 stopinj. Slednje je enostavno namestiti in ga je mogoče zamenjati v vroči peči, vendar je med delovanjem potreben regulator napetosti in ima krajšo življenjsko dobo kot ogrevalni elementi z zlitinami. Običajno se uporablja v visokotemperaturnih pečh, krajih, kjer temperatura presega največjo delovno temperaturo kovinskih ogrevalnih elementov in na določenih posebnih mestih.