Egy vegyi üzemnek 12 kW fűtőteljesítményre volt szüksége egy 3000 literes savas fürdőhöz. A fürdő kémiája és hőmérséklete 0,9 W/cm²-nél nem nagyobb wattsűrűséget igényelt, hogy a köpeny hőmérsékletét a biztonságos határokon belül tartsák. Az üzem karbantartási menedzsere megkérdőjelezte, hogy egy PTFE merülő fűtőtest képes-e 12 kW-ot leadni ilyen wattsűrűséggel anélkül, hogy túl nagy lenne ahhoz, hogy beleférjen a tartályba.
A válasz igen, de ehhez olyan tervezési megközelítésre van szükség, amely eltér a szokásos fűtőtest kiválasztásától. Az alacsony wattsűrűség és a nagy kilowattteljesítmény nem mond ellent{1}}egyszerűen nagyobb felületet igényelnek. A kihívás az, hogy ezt a felületet a rendelkezésre álló tartálytérbe illesszük.
A felületi követelmény
A teljesítmény, a felület és a wattsűrűség közötti összefüggés egyértelmű: A=P / WD. 12 kW 0,9 W/cm² mellett a szükséges felület 13 333 cm². Ez egy nagy terület,-nagyjából akkora, mint egy kisautó szélvédője-, és a tartályhoz illeszkedő fűtőtestbe kell csomagolni.
Egy szabványos egyenes PTFE fűtőtest 50 mm-es köpenyátmérővel körülbelül 157 cm²-t biztosít 100 mm-es fűtött hosszon. A 13 333 cm² eléréséhez a fűtött hossznak 8500 mm-8,5 méternek kell lennie. Ez nem fér bele egyetlen normál tartályba sem.
| Watt | Watt sűrűség | Szükséges felület | Fűtött hossz (50 mm) | Fűtött hossz (63 mm) |
|---|---|---|---|---|
| 6 kW | 0,9 W/cm² | 6667 cm² | 4250 mm | 3370 mm |
| 8 kW | 0,9 W/cm² | 8889 cm² | 5660 mm | 4490 mm |
| 10 kW | 0,9 W/cm² | 11 111 cm² | 7080 mm | 5610 mm |
| 12 kW | 0,9 W/cm² | 13 333 cm² | 8500 mm | 6730 mm |
| 15 kW | 0,9 W/cm² | 16 667 cm² | 10 620 mm | 8.410 mm |
Kis{0}}watt-sűrűségű, nagy-kimenetű PTFE fűtőberendezések felületére és fűtött hosszára vonatkozó követelmények
A Multi{0}}Pass megoldás
A felület problémáját úgy oldják meg, hogy a fűtött elemet több-menetes konfigurációba hajlítják. A nyolc, egyenként 1000 mm-es átmenettel rendelkező fűtőtest 8000 mm-es fűtött hosszúságot biztosít körülbelül 1000 × 400 mm-es alapterületen. 63 mm-es köpenyátmérőjével, amely körülbelül 15 800 cm² felületet biztosít -több mint 12 kW-hoz 0,9 W/cm² mellett.
Az áthaladások számát és az áthaladási hosszt a rendelkezésre álló tanktér határozza meg. A mélyebb tartály hosszabb áthaladást tesz lehetővé, és kevesebbet. Egy sekély tartályhoz rövidebb áthaladások és több kell.
| Pass Count | Pass Length | Teljes fűtött hossz | Lábnyom (kb.) | Felület (63 mm) |
|---|---|---|---|---|
| 4 | 1000 mm | 4000 mm | 1000 × 250 mm | 7900 cm² |
| 6 | 1000 mm | 6000 mm | 1000 × 380 mm | 11 900 cm² |
| 8 | 1000 mm | 8000 mm | 1000 × 500 mm | 15 800 cm² |
| 10 | 800 mm | 8000 mm | 800 × 500 mm | 15 800 cm² |
| 12 | 700 mm | 8400 mm | 700 × 500 mm | 16 600 cm² |
Több-áteresztő konfigurációk nagy-kimenetű, alacsony-watt-sűrűségű PTFE fűtőtestekhez
Áramlási és térközi szempontok
A sok menetes több-áteresztő fűtőelem áramlási árnyékolás veszélyét okozza. A járatok közötti folyadék stagnálhat, ami csökkenti a hőátadást és forró pontokat képezhet. Az áthaladási távolságnak elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy lehetővé tegye az áramlást a járatok között.
Mérsékelt keverés melletti vizes fürdők esetén általában elegendő a 30-40 mm-es távolság a menetek között. Viszkózus folyadékok vagy alacsony áramlási viszonyok esetén nagyobb, 40–50 mm-es távolság javasolt. A távolság növeli a fűtőtest lábnyomát, amit a tartály illesztésénél figyelembe kell venni.
| Pass Spacing | Flow Between Pass | Hot Spot kockázat | Lábnyom 8 bérlethez |
|---|---|---|---|
| 20 mm | Szegény | Magas | 500 × 400 mm |
| 30 mm | Mérsékelt | Mérsékelt | 650 × 400 mm |
| 40 mm | Jó | Alacsony | 800 × 400 mm |
| 50 mm | Kiváló | Nagyon alacsony | 950 × 400 mm |
A pályák távolsága és hatása az áramlásra, a forró pontok kockázatára és a lábnyomra
Elektromos konfiguráció
Egy 12 kW-os, 480 V-os, háromfázisú fűtő{2}} fázisonként körülbelül 14,4 A-t vesz fel. Az elem konfigurálható egyetlen három-fázisú terhelésként vagy több párhuzamosan vezetékezett egy-fázisú elemként. A kapocsháznak el kell fogadnia a vezetékeket és a csatlakozásokat.
Egy több-áteresztő fűtőberendezésnél az elem gyakran több áramkörre van osztva, amelyek mindegyike saját kapocspárral rendelkezik. Ez lehetővé teszi a fűtőelem bekötését a rendelkezésre álló tápellátáshoz, és némi redundanciát biztosít, ha az egyik áramkör meghibásodik.
Ha a tartály nem képes befogadni a szükséges felületet
Ha a tartály nem képes befogadni a 12 kW-hoz szükséges felületet 0,9 W/cm²-nél, akkor lehetőség van a teljesítmény csökkentésére, a wattsűrűség növelésére (rövidebb élettartammal), vagy több fűtőelem használata a tartály körül.
A több fűtőtest gyakran a legjobb megoldás. Két 6 kW-os fűtőtest, mindegyik saját több-átmenetes köteggel, elhelyezhető a szemközti falakon vagy a tartály különböző sarkaiban. Mindegyik fűtőtest 0,9 W/cm² teljesítménnyel működik, és együtt 12 kW-ot adnak le.
Ha az egyéni konfiguráció az egyetlen lehetőség
A 12 kW-os, 0,9 W/cm²-es teljesítményhez 13 333 cm²-es felületre van szükség,{4}}több, mint bármely szabványos PTFE merülőfűtő. Az egyedi PTFE merülőfűtő-konfiguráció nyolc vagy több menettel, 63 mm-es hüvelyátmérővel és 40 mm-es távolsággal biztosítja a szükséges felületet egy tipikus 3000 literes tartályon belül. A specifikációs folyamat megköveteli a tartály méreteit, a fürdő kémiáját, az üzemi hőmérsékletet, az áramlási feltételeket és a szükséges teljesítményt.
