Sebuah loji kimia memerlukan 12 kW kapasiti pemanasan untuk mandi asid 3,000 liter. Kimia dan suhu mandian memerlukan ketumpatan watt tidak lebih tinggi daripada 0.9 W/cm² untuk mengekalkan suhu sarung dalam had yang selamat. Pengurus penyelenggaraan loji mempersoalkan sama ada pemanas rendaman PTFE boleh menghantar 12 kW pada ketumpatan watt itu tanpa terlalu besar untuk memuatkan tangki.
Jawapannya ya, tetapi ia memerlukan pendekatan reka bentuk yang berbeza daripada pemilihan pemanas standard. Ketumpatan watt rendah dan output kilowatt tinggi tidak bercanggah-mereka hanya memerlukan lebih luas permukaan. Cabarannya ialah menyesuaikan kawasan permukaan itu ke dalam ruang tangki yang tersedia.
Keperluan Kawasan Permukaan
Hubungan antara kuasa, luas permukaan dan ketumpatan watt adalah mudah: A=P / WD. Untuk 12 kW pada 0.9 W/cm², luas permukaan yang diperlukan ialah 13,333 cm². Itu adalah kawasan yang besar-kira-kira saiz cermin depan kereta kecil-dan ia mesti dibungkus ke dalam pemanas yang sesuai dengan tangki.
Pemanas PTFE lurus standard dengan diameter sarung 50 mm menyediakan kira-kira 157 cm² setiap 100 mm panjang yang dipanaskan. Untuk mencapai 13,333 cm², panjang yang dipanaskan perlu 8,500 mm-8.5 meter. Itu tidak sesuai dengan mana-mana tangki biasa.
| Watt | Ketumpatan Watt | Kawasan Permukaan yang Diperlukan | Panjang Dipanaskan (50 mm) | Panjang Dipanaskan (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 | 8,500 mm | 6,730 mm |
| 15 kW | 0.9 W/cm² | 16,667 cm² | 10,620 mm | 8,410 mm |
Keperluan luas permukaan dan panjang yang dipanaskan untuk pemanas PTFE output-watt-tinggi{2}}ketumpatan rendah rendah
Penyelesaian Multi-Pas
Masalah kawasan permukaan diselesaikan dengan membengkokkan elemen dipanaskan ke dalam konfigurasi berbilang-laluan. Pemanas dengan lapan pas 1,000 mm setiap satu menyediakan 8,000 mm panjang dipanaskan dalam jejak kira-kira 1,000 × 400 mm. Dengan diameter sarung 63 mm, yang menyediakan lebih kurang 15,800 cm² luas permukaan-lebih daripada cukup untuk 12 kW pada 0.9 W/cm².
Bilangan hantaran dan panjang hantaran ditentukan oleh ruang tangki yang ada. Tangki yang lebih dalam membolehkan hantaran yang lebih panjang dan lebih sedikit daripadanya. Tangki cetek memerlukan hantaran yang lebih pendek dan lebih banyak hantaran.
| Kiraan Pas | Panjang Lulus | Jumlah Panjang Dipanaskan | Jejak (Anggaran) | Luas Permukaan (63 mm) |
|---|---|---|---|---|
| 4 | 1,000 mm | 4,000 mm | 1,000 × 250 mm | 7,900 cm² |
| 6 | 1,000 mm | 6,000 mm | 1,000 × 380 mm | 11,900 cm² |
| 8 | 1,000 mm | 8,000 mm | 1,000 × 500 mm | 15,800 cm² |
| 10 | 800 mm | 8,000 mm | 800 × 500 mm | 15,800 cm² |
| 12 | 700 mm | 8,400 mm | 700 × 500 mm | 16,600 cm² |
Konfigurasi berbilang-laluan untuk tinggi-output rendah-watt-pemanas PTFE berketumpatan
Pertimbangan Aliran dan Jarak
Pemanas berbilang-laluan dengan banyak hantaran menimbulkan risiko pembayang aliran. Bendalir di antara laluan mungkin menjadi bertakung, mengurangkan pemindahan haba dan mewujudkan titik panas. Jarak hantaran mestilah mencukupi untuk membenarkan aliran antara hantaran.
Jarak 30–40 mm antara pas biasanya mencukupi untuk mandian berair dengan pengadukan sederhana. Untuk cecair likat atau keadaan aliran-rendah, jarak yang lebih luas 40–50 mm disyorkan. Jarak meningkatkan jejak pemanas, yang mesti diambil kira dalam kesesuaian tangki.
| Jarak Pas | Aliran Antara Hantaran | Risiko Titik Panas | Jejak untuk 8 Pas |
|---|---|---|---|
| 20 mm | miskin | tinggi | 500 × 400 mm |
| 30 mm | Sederhana | Sederhana | 650 × 400 mm |
| 40 mm | bagus | rendah | 800 × 400 mm |
| 50 mm | Cemerlang | Sangat rendah | 950 × 400 mm |
Jarak laluan dan kesannya terhadap aliran, risiko titik panas dan jejak
Konfigurasi Elektrik
Pemanas 12 kW pada 480V tiga fasa-mengambil kira-kira 14.4 A setiap fasa. Elemen boleh dikonfigurasikan sebagai satu beban tiga-fasa atau sebagai berbilang elemen fasa-satu berwayar selari. Kepungan terminal mesti memuatkan konduktor dan sambungan.
Untuk pemanas berbilang-laluan, elemen selalunya dibahagikan kepada berbilang litar, setiap satu dengan pasangan terminalnya sendiri. Ini membolehkan pemanas berwayar untuk bekalan yang tersedia dan memberikan sedikit redundansi jika satu litar gagal.
Apabila Tangki Tidak Dapat Menampung Kawasan Permukaan Yang Diperlukan
Jika tangki tidak dapat menampung luas permukaan yang diperlukan untuk 12 kW pada 0.9 W/cm², pilihannya adalah untuk mengurangkan watt, meningkatkan ketumpatan watt (menerima hayat perkhidmatan yang lebih pendek), atau menggunakan berbilang pemanas yang diedarkan di sekeliling tangki.
Pemanas berbilang selalunya merupakan penyelesaian terbaik. Dua pemanas 6 kW, setiap satu dengan berkas berbilang-laluan sendiri, boleh diletakkan pada dinding bertentangan atau di sudut tangki yang berbeza. Setiap pemanas beroperasi pada 0.9 W/cm², dan bersama-sama menghasilkan 12 kW.
Apabila Konfigurasi Tersuai Adalah Satu-satunya Pilihan
Duti 12 kW pada 0.9 W/cm² memerlukan 13,333 cm² luas permukaan-lebih daripada mana-mana pemanas rendaman PTFE standard yang disediakan. Konfigurasi pemanas rendaman PTFE tersuai dengan lapan pas atau lebih, diameter sarung 63 mm dan jarak 40 mm memberikan luas permukaan yang diperlukan dalam tangki 3,000 liter biasa. Proses spesifikasi memerlukan dimensi tangki, kimia mandi, suhu operasi, keadaan aliran, dan watt yang diperlukan.
