Chemijos gamyklai reikėjo 12 kW šildymo galios 3000 litrų rūgštinei voniai. Vonios chemija ir temperatūra reikalauja ne didesnio kaip 0,9 W/cm² vatų tankio, kad apvalkalo temperatūra būtų saugioje ribose. Gamyklos techninės priežiūros vadovas suabejojo, ar PTFE panardinamasis šildytuvas gali tiekti 12 kW galią esant tokiam vatų tankiui, nebūdamas per didelis, kad tilptų į baką.
Atsakymas yra teigiamas, tačiau tam reikia dizaino požiūrio, kuris skiriasi nuo standartinio šildytuvo pasirinkimo. Mažas vatų tankis ir didelė kilovatų galia neprieštarauja{1}}jie tiesiog reikalauja didesnio paviršiaus ploto. Iššūkis yra pritaikyti tą paviršiaus plotą turimoje rezervuaro erdvėje.
Paviršiaus ploto reikalavimas
Ryšys tarp galios, paviršiaus ploto ir vatų tankio yra paprastas: A=P / WD. 12 kW esant 0,9 W/cm², reikalingas paviršiaus plotas yra 13 333 cm². Tai didelis plotas-maždaug tokio dydžio kaip mažo automobilio priekinis stiklas-ir jis turi būti supakuotas į baką telpantį šildytuvą.
Standartinis tiesus PTFE šildytuvas su 50 mm apvalkalo skersmeniu suteikia maždaug 157 cm² 100 mm šildomo ilgio. Norint pasiekti 13 333 cm², šildomas ilgis turėtų būti 8 500–8,5 metro. Tai netelpa į jokį įprastą baką.
| Galingumas | Vatų tankis | Reikalingas paviršiaus plotas | Šildomas ilgis (50 mm) | Šildomas ilgis (63 mm) |
|---|---|---|---|---|
| 6 kW | 0,9 W/cm² | 6 667 cm² | 4 250 mm | 3 370 mm |
| 8 kW | 0,9 W/cm² | 8 889 cm² | 5 660 mm | 4 490 mm |
| 10 kW | 0,9 W/cm² | 11 111 cm² | 7 080 mm | 5 610 mm |
| 12 kW | 0,9 W/cm² | 13 333 cm² | 8500 mm | 6 730 mm |
| 15 kW | 0,9 W/cm² | 16 667 cm² | 10 620 mm | 8 410 mm |
Paviršiaus ploto ir šildomo ilgio reikalavimai mažo -vatų-tankio didelio- išėjimo PTFE šildytuvams
Kelių{0}} pasų sprendimas
Paviršiaus problema išspręsta sulenkus šildomą elementą į kelių{0}}praėjimų konfigūraciją. Šildytuvas su aštuoniais pravažiavimais po 1000 mm suteikia 8000 mm šildomo ilgio maždaug 1000 × 400 mm plote. Su 63 mm apvalkalo skersmeniu, kuris suteikia maždaug 15 800 cm² paviršiaus plotą, -daugiau nei pakankamai 12 kW esant 0,9 W/cm².
Praėjimų skaičius ir praėjimo ilgis priklauso nuo turimos rezervuaro vietos. Gilesnis bakas leidžia ilgiau praeiti ir jų mažiau. Sekliam bakui reikia trumpesnių pravažiavimų ir jų daugiau.
| Leidimų skaičius | Praėjimo ilgis | Bendras šildomas ilgis | Pėdsakas (apytiksliai) | Paviršiaus plotas (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 | 8 400 mm | 700 × 500 mm | 16 600 cm² |
Kelių{0}}takų konfigūracijos, skirtos didelio-išėjimo mažo-vato-tankio PTFE šildytuvams
Srauto ir tarpų svarstymai
Kelių srautų šildytuvas su daugybe praėjimų kelia srauto šešėlio riziką. Skystis tarp praėjimų gali sustingti, sumažindamas šilumos perdavimą ir susidarydamas karštas vietas. Praėjimo atstumas turi būti pakankamas, kad tarp praėjimų būtų galima tekėti.
Vidutiniškai maišant vandens vonioms paprastai pakanka 30–40 mm atstumo tarp praėjimų. Klampių skysčių arba mažo srauto sąlygomis rekomenduojamas didesnis 40–50 mm atstumas. Atstumas padidina šildytuvo plotą, į kurį reikia atsižvelgti nustatant talpyklą.
| Pass Spacing | Srautas tarp praėjimų | Karšto taško rizika | Pėdsakas 8 leidimams |
|---|---|---|---|
| 20 mm | Vargšas | Aukštas | 500 × 400 mm |
| 30 mm | Vidutinis | Vidutinis | 650 × 400 mm |
| 40 mm | Geras | Žemas | 800 × 400 mm |
| 50 mm | Puikiai | Labai žemas | 950 × 400 mm |
Praėjimo tarpas ir jo poveikis srautui, karštųjų taškų rizikai ir pėdsakui
Elektros konfigūracija
12 kW šildytuvas, esant 480 V įtampai, trifazis sunaudoja maždaug 14,4 A vienai fazei. Elementą galima sukonfigūruoti kaip vieną trijų{5}}fazių apkrovą arba kaip kelis vieno{6}}fazius elementus, prijungtus lygiagrečiai. Gnybtų korpuse turi būti įrengti laidininkai ir jungtys.
Kelių{0}}laidų šildytuvo elementas dažnai yra padalintas į kelias grandines, kurių kiekviena turi savo gnybtų porą. Tai leidžia šildytuvą prijungti prie turimo maitinimo ir suteikia tam tikro perteklinio pertekliaus, jei viena grandinė sugenda.
Kai bakas negali tilpti reikiamo paviršiaus ploto
Jei bakas negali sutalpinti paviršiaus ploto, reikalingo 12 kW esant 0,9 W/cm², galima sumažinti galią, padidinti vatų tankį (sumažinant trumpesnį tarnavimo laiką) arba naudoti kelis šildytuvus, paskirstytus aplink baką.
Keli šildytuvai dažnai yra geriausias sprendimas. Du 6 kW galios šildytuvai, kurių kiekvienas turi savo daugialypį -praėjimą, gali būti pastatyti ant priešingų sienų arba skirtinguose bako kampuose. Kiekvienas šildytuvas veikia 0,9 W/cm², o kartu jie tiekia 12 kW.
Kai pasirinktinė konfigūracija yra vienintelė parinktis
12 kW galiai esant 0,9 W/cm² reikia 13 333 cm² paviršiaus ploto, -daugiau nei bet kuris standartinis panardinamasis PTFE šildytuvas. Pasirinktinė PTFE panardinamojo šildytuvo konfigūracija su aštuoniais ar daugiau praėjimų, 63 mm apvalkalo skersmens ir 40 mm tarpais užtikrina reikiamą paviršiaus plotą tipiškame 3000 litrų bake. Specifikacijos procesas reikalauja rezervuaro matmenų, vonios chemijos, darbinės temperatūros, srauto sąlygų ir reikalingos galios.
