Številni industrijski proizvajalci zmotno menijo, da je mogoče običajne kartušne grelnike neposredno uporabiti v vakuumskih ogrevalnih okoljih, vendar dejansko obstajajo znatne razlike med-posebnimi vakuumskimi kartušnimi grelniki in navadnimi kartušnimi grelniki v smislu strukturne zasnove, izbire materiala, izolacijske učinkovitosti in tesnilne učinkovitosti. Te razlike so zasnovane tako, da se prilagodijo posebnim zahtevam vakuumskih okolij (kot so brez zraka, nizek tlak, visoke zahteve glede izolacije), uporaba običajnih kartušnih grelnikov v vakuumskih okoljih pa ne bo vplivala le na učinek segrevanja, temveč bo vodila tudi do pogostih okvar, poškodb opreme in celo varnostnih nevarnosti. Razumevanje razlik med obema lahko pomaga proizvajalcem preprečiti napačno izbiro in zagotoviti stabilno delovanje vakuumskega ogrevalnega sistema.
Najpomembnejša razlika med-vakuumskimi kartušnimi grelniki in navadnimi kartušnimi grelniki je v izolacijski učinkovitosti. Navadni kartušni grelniki so v glavnem zasnovani za okolja z atmosferskim tlakom, njihovo izolacijsko polnilo (MgO) pa ima običajno nižjo gostoto (2,2-2,4 g/cm³). V okoljih z atmosferskim tlakom lahko zrak pomaga pri odvajanju toplote in izolaciji, zato zahteve glede gostote in čistosti polnila MgO niso visoke. Vendar pa je v vakuumskih okoljih zrak skoraj odsoten in izolacijska učinkovitost kartušnega grelnika se lahko zanaša le na polnilo MgO. Zato ima MgO polnilo vakuumskih-grelnikov kartuš večjo gostoto (2,6-2,8 g/cm³) in večjo čistost (nad 99,5 %). MgO visoke -gostote lahko prepreči usedanje polnila po dolgotrajni uporabi, prepreči lokalno pregrevanje uporovne žice, MgO visoke čistosti pa lahko zagotovi odlično izolacijo pri visokih temperaturah, s čimer prepreči kratke stike med uporovno žico in plaščem.
Druga očitna razlika je tesnjenje izhodnega-delu. Izhodni- del grelnika kartuše je povezava med uporovno žico in zunanjim napajalnikom, njegova tesnilna zmogljivost pa neposredno vpliva na stopnjo vakuuma v vakuumski komori in varnost ogrevalnega sistema. Običajni kartušni grelniki imajo preprosto tesnjenje na izhodnem-delu, običajno z navadnimi gumijastimi ali plastičnimi tesnili, ki so primerna le za okolja z atmosferskim tlakom. V vakuumskih okoljih se bodo ta tesnila hitro postarala in odpovedala zaradi pomanjkanja zračnega tlaka, kar bo povzročilo uhajanje zraka v vakuumski komori in zmanjšano stopnjo vakuuma. Poleg tega izhodni-del običajnih kartušnih grelnikov ni obdelan z visoko{8}}temperaturno izolacijo, kar lahko pri visokih temperaturah povzroči poškodbe izolacije in kratke stike. Nasprotno, izhodni{10}}del vakuumskih-grelnikov s kartušami uporablja visoko{12}}temperaturno-keramične izolatorje in kovinske tesnilne obroče (kot so bakrena tesnila iz nerjavečega jekla), ki lahko zagotovijo vakuumsko tesnost izhodnega-dela in preprečijo uhajanje zraka. Istočasno je vodilna žica ovita z visoko{16}}temperaturno-izolacijskim materialom (kot so keramična vlakna, steklena vlakna), ki lahko prenese visoke temperature do 1000 stopinj in prepreči staranje izolacije in kratke stike.
Pomembna razlika med obema je tudi izbira materiala. Običajni kartušni grelniki običajno uporabljajo navadno nerjavno jeklo (kot je nerjaveče jeklo 201) kot material za ovoj, ki ima slabo korozijsko odpornost in visoko-temperaturno stabilnost ter je primeren le za nizko{3}}temperaturna (pod 300 stopinj) okolja atmosferskega tlaka. V vakuumskih okoljih, zlasti visoko{6}}temperaturnih vakuumskih okoljih, običajno nerjavno jeklo hitro oksidira in korodira, kar povzroči poškodbe ovoja in okvaro grelnika kartuše. Po drugi strani pa vakuumski-grelniki s kartušami uporabljajo visoko{9}}kakovostne materiale glede na scenarij uporabe: nizko{10}}temperaturne vakuumske aplikacije uporabljajo ovoje iz nerjavečega jekla 304 ali 316L, visoko{13}}temperaturne vakuumske aplikacije uporabljajo Inconel ovoje, posebni izolacijski scenariji pa keramične ovoje. Ti materiali imajo odlično odpornost proti koroziji in visoko-temperaturno stabilnost, ki se lahko prilagodi težkim pogojem vakuumskih okolij.
Kar zadeva konstrukcijsko zasnovo, imajo vakuumski-grelniki kartuš strožje zahteve. Na primer, debelina stene plašča je običajno 0,8-1,2 mm, kar je debelejše od debeline običajnih kartušnih grelnikov (0,5-0,8 mm). Debelejši ovoj lahko izboljša tlačno odpornost in zaščitno delovanje grelnika kartuše, s čimer se prepreči deformacija plašča, ki jo povzroči razlika v tlaku med notranjostjo in zunanjostjo vakuumske komore. Poleg tega je uporovna žica vakuumsko specifičnih kartušnih grelnikov razporejena bolj enakomerno, reža med uporovno žico in MgO polnilom pa je manjša, kar lahko izboljša učinkovitost prenosa toplote in prepreči lokalno pregrevanje. Dolžino in premer vakuumsko specifičnih kartušnih grelnikov je mogoče tudi bolj prilagodljivo prilagoditi različni vakuumski opremi in prostorom za namestitev.
Druga razlika je standard testiranja. Običajni kartušni grelniki morajo opraviti samo preprosto testiranje električne učinkovitosti (kot je izolacijski upor, testiranje vzdržljive napetosti), preden zapustijo tovarno, posebnega testiranja vakuumske učinkovitosti pa ni. Vakuumski-kartušni grelniki pa morajo po drugi strani opraviti strog vakuumski preskus puščanja in visoko{3}}temperaturno izolacijo, preden zapustijo tovarno. Vakuumsko testiranje puščanja zagotavlja, da vložni grelnik ne pušča zraka v okoljih z visokim-vakuumom (stopnja vakuuma nad 10^-3 Pa), visokotemperaturno testiranje izolacije pa zagotavlja, da izolacijska učinkovitost kartušnega grelnika ostane stabilna pri nazivni delovni temperaturi. Ti testi lahko učinkovito zagotovijo zanesljivost in stabilnost grelnika kartuš v vakuumskih okoljih.
Treba je omeniti, da so stroški vakuumskih-grelnikov s kartušami nekoliko višji od stroškov običajnih grelnikov s kartušami, kar je posledica uporabe visoko{1}}kakovostnih materialov, stroge konstrukcijske zasnove in strogih standardov testiranja. Z vidika dolgoročne-uporabe imajo vakuumski-grelniki kartuš daljšo življenjsko dobo, nižjo stopnjo napak in se lahko izognejo poškodbam opreme in zamudam pri proizvodnji zaradi nepravilne izbire, kar je stroškovno-učinkovitejše. Zdi se, da uporaba navadnih kartušnih grelnikov v vakuumskih okoljih kratkoročno prihrani stroške, vendar pogoste zamenjave in vzdrževanje povečajo skupne stroške in celo vplivajo na kakovost končnega izdelka.
Če povzamemo, obstajajo znatne razlike med-posebnimi vakuumskimi kartušnimi grelniki in navadnimi kartušnimi grelniki glede izolacijske učinkovitosti, tesnilne učinkovitosti, izbire materiala, konstrukcijske zasnove in standardov testiranja. Te razlike so zasnovane tako, da se prilagodijo posebnim zahtevam okolij z vakuumskim ogrevanjem. Izbira-kartušnih grelnikov, specifičnih za vakuum, glede na dejanski scenarij vakuumskega ogrevanja je ključ do zagotavljanja stabilnega delovanja ogrevalnega sistema. Različne temperature vakuumskega segrevanja, stopnje vakuuma in plinska okolja zahtevajo različne vrste vakuumskih-grelnikov kartuš, strokovna tehnična podpora pa lahko proizvajalcem pomaga izbrati najprimernejši izdelek, se izogniti napačni izbiri ter povečati učinkovitost in življenjsko dobo grelnika kartuš.
