Pikad kemikaalipaagid suudavad säilitada õiget keskmist temperatuuri, arendades samal ajal külmemaid alasid otste, nurkade või tootmistsoonide lähedal. Selle põhjuseks on sageli pigem ebaühtlane soojusjaotus kui ebapiisav koguküttevõimsus. Õigesti disainitudkütteplaadi paigutusvõib aidata neid temperatuuri erinevusi vähendada.
Küttekeha asend mõjutab temperatuuri jaotust
Kütteplaat kannab soojusenergia otse ümbritsevasse vedelikku. Mida lähemal on protsessiala tõhusale küttepinnale, seda vähem sõltub süsteem soojuse transportimisest pikkade vahemaade ringlusest.
Pika paagi puhul võib kõigi kütteplaatide ühte kohta koondamine tekitada küttekehade ümber kuuma piirkonna ja kaugemal asuvate külmemate piirkondade.
Kütteplaatide jaotamine piki paaki võib tagada tasakaalustatuma soojussisendi.
Alati ei piisa isegi levitamisest
Kütteplaatide lihtsalt võrdsele kaugusele paigutamine ei taga ühtlast temperatuuri.
Vedelikuvool võib ühes osas olla tugevam ja teises nõrgem.
Pumba väljalaskeava lähedal asuv plaat võib soojust tõhusamalt üle kanda kui identne plaat, mis on paigaldatud seisvasse nurka.
Seetõttu peaks kütte paigutus järgima tegelikku tsirkulatsioonimustrit.
| Kütte paigutus | Soojuse jaotus | Peamine eelis | Võimalik probleem |
|---|---|---|---|
| Tsentraliseeritud | Kontsentreeritud | Lihtne paigaldus | Külmad tsoonid |
| Ühtlaselt jaotunud | Tasakaalustatud | Hea katvus | Võib voolu ignoreerida |
| Voolu-orienteeritud | Optimeeritud | Tõhus soojusülekanne | Nõuab vooluanalüüsi |
| Mitu-tsooni | Reguleeritav | Paindlik juhtimine | Keerulisem |
PTFE-kütteplaate saab jaotada üle paagi
PTFE-kütteplaate kasutatakse tavaliselt keemiapaakides nende keemilise vastupidavuse ja elektriisolatsiooniomaduste tõttu.
Suurte paakide puhul võivad mitu väiksemat plaati mõnikord pakkuda paremat soojusjaotust kui üks liiga suur plaat.
Iga plaati saab paigutada kindlasse termotsooni.
See võimaldab jagada ka küttevõimsust eraldi ahelate vahel.
Arvesse tuleks võtta soojusvoogu
Keskmine soojusvoog on:
q = P / A
0,16 m² aktiivpinnaga 4 kW kütteplaadi keskmine soojusvoog on ligikaudu 25 kW/m².
Kui sama koguvõimsus jagada kahe plaadi vahel, mille aktiivse pindala on kokku 0,32 m², saab keskmist soojusvoogu vähendada ligikaudu 12,5 kW/m²-ni.
See võib anda suurema soojusvaru, kui vedeliku ringlus on piiratud.
Paagi otsad vajavad sageli erilist tähelepanu
Pikkade kemikaalipaakide otsad võivad käituda keskkohast erinevalt.
Soojus võib väljuda läbi paagi seinte, ülevoolukonstruktsioonide, katete või sissetuleva ja väljuva vedeliku.
Kui otsaosa tsirkulatsioon on samuti nõrgem, võib selle temperatuur jääda madalamaks.
Suure{0}}kaoga piirkonnale lähemal asuv kütteplaat võib kompenseerida seda kohalikku soojusvajadust.
Tootmisseadmed võivad tekitada külmtsoone
Töödeldava detaili riiulid ja kandurid võivad takistada vedeliku liikumist.
Tiheda riiuli taga olev piirkond võib saada vähem tsirkulatsiooni ja seega vähem soojusülekannet.
Kütteplaatide teisaldamine või lisamine ilma kinnituste paigutust arvestamata ei pruugi probleemi lahendada.
Küttekeha paigutus peaks olema kavandatud tegeliku tootmiskonfiguratsiooni järgi.
Tsirkulatsioon ja küte peaksid koos töötama
Soojusülekannet saab lihtsustada järgmiselt:
Q=hAΔT
Küttepinna suurendamine parandab saadaolevat ülekandepinda, vedeliku liikumine aga mõjutab soojus{0}}ülekandetegurit.
Hästi läbimõeldud-kütteplaadi paigutus peaks seetõttu asetama aktiivsed pinnad, kus tsirkulatsioon saab tõhusalt soojust eemaldada.
Kui vedelik jääb seisma, võib lihtsalt rohkemate kütteplaatide lisamine tõsta kohalikku temperatuuri ilma külmatsooni kaotamata.
Mitu tsooni võimaldavad paremat reguleerimist
Pika paagiga võivad töötamise ajal tekkida erinevad soojuskadud.
Sõltumatute küttetsoonide abil saab operaator suurendada võimsust külmemas osas, vähendades samal ajal võimsust mujal.
See on eriti kasulik, kui paagi pikkuses on erinevad protsessietapid.
Sõltumatud tsoonid võivad vähendada ka tarbetut energiatarbimist.
Anduri paigutus peaks vastama paigutusele
Kõik temperatuuriandurid ei tohiks asuda kütteplaatide lähedal.
Kütteseadme kõrval asuv andur võib tuvastada kohaliku kõrge{0}}temperatuuri piirkonna ja põhjustada kontrolleri väljundi liiga vara vähendamist.
Suurte paakide puhul tuleks andurid paigutada tüüpilistele protsessipiirkondadele.
Temperatuuri kaardistamine võib aidata kindlaks teha, kas täiendavad andurid on vajalikud.
Vältige kattuvate kuumade piirkondade loomist
Kui hajutatud küte vähendab külmatsoone, võib soojendusplaatide liiga lähedale asetamine tekitada kontsentreeritud kütte.
Ümbritsev vedelik võib saada liigset soojussisendit, enne kui tsirkulatsioon suudab soojuse mujale viia.
Aktiivsete küttepiirkondade vahel sobiva vahemaa säilitamine aitab luua tasakaalustatumat soojusvälja.
Praktiline paigutusstrateegia
Sobiva kütteplaadi paigutuse puhul tuleks arvesse võtta paagi pikkust, laiust, vedeliku sügavust, tsirkulatsiooni suunda, tootmisseadmeid, kohalikku soojuskadu ja nõutavat temperatuuri ühtlust.
Pikkade kemikaalipaakide puhul võib PTFE-kütteplaatide jaotamine tegelike termiliste tsoonide vahel anda paremaid tulemusi kui kogu küttevõimsuse koondamine ühte kohta.
Eesmärk ei ole lihtsalt paigaldada rohkem küttekehasid, vaid paigutada olemasolev küttepind nii, et see saaks tõhusalt vähendada temperatuuride erinevusi kogu töövannis.
