Keemiatehas vajas 3000-liitrise happevanni jaoks 12 kW küttevõimsust. Vanni keemia ja temperatuur nõudsid vattihedust, mis ei ületa 0,9 W/cm², et hoida ümbrise temperatuuri ohututes piirides. Tehase hooldusjuht seadis kahtluse alla, kas PTFE sukelsoojendi suudab selle vattitihedusega pakkuda 12 kW, ilma et see oleks paagi mahutamiseks liiga suur.
Vastus on jah, kuid see nõuab disainilahendust, mis erineb standardse küttekeha valikust. Madal vattihedus ja suur kilovattvõimsus ei ole vastuolus,{1}}need vajavad lihtsalt rohkem pinda. Väljakutseks on selle pinna sobitamine olemasolevasse paagiruumi.
Pindala nõue
Suhe võimsuse, pindala ja vattiheduse vahel on lihtne: A=P / WD. 12 kW võimsusel 0,9 W/cm² on nõutav pindala 13 333 cm². See on suur ala-umbes väikese auto tuuleklaasi suurune-ja see tuleb pakendada paagile sobivasse soojendusse.
Tavaline sirge PTFE-küttekeha 50 mm kesta läbimõõduga annab ligikaudu 157 cm² 100 mm kuumutatud pikkuse kohta. 13 333 cm² saavutamiseks peaks köetav pikkus olema 8500–8,5 meetrit. See ei mahu ühtegi tavalisse paaki.
| Võimsus | Watti tihedus | Nõutav pindala | Soojendusega pikkus (50 mm) | Soojendusega pikkus (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 | 8410 mm |
Nõuded madala-vati-tihedusega-kõrge väljundvõimsusega PTFE-küttekehade pindala ja kuumutatava pikkusega
Mitme-pääsme lahendus
Pinnaprobleemi lahendab kuumutatud elemendi painutamine mitmekäiguliseks{0}}konfiguratsiooniks. Kaheksa 1000 mm läbikäiguga küttekeha tagab 8000 mm kuumutatud pikkuse, mille pindala on ligikaudu 1000 × 400 mm. 63 mm ümbrise läbimõõduga, mis tagab ligikaudu 15 800 cm² pindala, -enam kui piisav 12 kW jaoks 0,9 W/cm² juures.
Läbimiste arv ja läbipääsu pikkus määratakse olemasoleva paagi ruumi järgi. Sügavam paak võimaldab pikemaid läbisõite ja neid vähem. Madal tank nõuab lühemaid läbisõite ja neid rohkem.
| Läbimiste arv | Passi pikkus | Kogu kuumutatud pikkus | Jalajälg (umbes) | Pindala (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 |
Mitmekäigulised konfiguratsioonid suure-väljundvõimsusega madala-vati-tihedusega PTFE-soojendite jaoks
Voolu ja vahekauguse kaalutlused
Mitme läbikäiguga mitmekäiguline kütteseade tekitab voolu varjutamise ohu. Käikude vaheline vedelik võib seiskuda, vähendades soojusülekannet ja tekitades kuumaid kohti. Läbipääsude vahe peab olema piisav, et võimaldada voolu käikude vahel.
Mõõduka segamisega vesivannide puhul piisab tavaliselt 30–40 mm käiguvahedest. Viskoossete vedelike või madala-voolu tingimuste korral on soovitatav kasutada laiemat 40–50 mm vahet. Vahemaa suurendab küttekeha jalajälge, mida tuleb paagi paigaldamisel arvestada.
| Passivahe | Voolu läbipääsude vahel | Kuuma koha risk | Jalajälg 8 läbipääsu jaoks |
|---|---|---|---|
| 20 mm | Vaene | Kõrge | 500 × 400 mm |
| 30 mm | Mõõdukas | Mõõdukas | 650 × 400 mm |
| 40 mm | Hea | Madal | 800 × 400 mm |
| 50 mm | Suurepärane | Väga madal | 950 × 400 mm |
Passivahe ja selle mõju voolule, kuumade punktide riskile ja jalajäljele
Elektriline konfiguratsioon
12 kW küttekeha 480 V kolmefaasilise -faasiga kasutab umbes 14,4 A faasi kohta. Elemendi saab konfigureerida ühe kolme{5}}faasilise koormusena või mitme paralleelselt ühendatud ühe-faasilise elemendina. Klemmide korpus peab mahutama juhtmeid ja ühendusi.
Mitme läbipääsuga küttekeha puhul on element sageli jagatud mitmeks ahelaks, millest igaühel on oma klemmipaar. See võimaldab küttekeha ühendada saadaoleva toiteallika jaoks ja tagab ühe vooluringi rikke korral mõningase koondamise.
Kui paak ei mahuta nõutud pindala
Kui paak ei mahuta 12 kW jaoks vajalikku pindala 0,9 W/cm² juures, on võimalik vähendada võimsust, suurendada vattihedust (nõustades lühemat kasutusiga) või kasutada mitut paagi ümber jaotatud küttekeha.
Mitu kütteseadet on sageli parim lahendus. Kaks 6 kW kütteseadet, millest igaühel on oma mitmekäiguline komplekt, saab paigutada vastasseintele või paagi erinevatesse nurkadesse. Iga küttekeha töötab 0,9 W/cm² ja koos annavad nad 12 kW.
Kui kohandatud konfiguratsioon on ainus valik
12 kW võimsusega 0,9 W/cm² jaoks on vaja 13 333 cm² pinda -rohkem kui ükski standardne PTFE-sukelkütteseade pakub. Kohandatud PTFE sukelsoojendi konfiguratsioon kaheksa või enama käiguga, 63 mm kesta läbimõõduga ja 40 mm vahedega tagab vajaliku pindala tüüpilises 3000-liitrises paagis. Spetsifikatsiooniprotsess nõuab paagi mõõtmeid, vanni keemiat, töötemperatuuri, voolutingimusi ja nõutavat võimsust.
