Aplicación de elementos de calentamiento del termistor PTC

Mantener un alto rendimiento del calentador es esencial cuando se usan calentadores, pero muchos ingenieros no piensan mucho en los posibles problemas que pueden surgir con los calentadores que operan en sus procesos y aplicaciones - a menos que fallen, requieran un mantenimiento extenso o causen otros problemas. Desafortunadamente, los calentadores juegan un papel integral en muchas aplicaciones. En consecuencia, los problemas del calentador pueden fácilmente la bola de nieve y conducir a problemas aún mayores.

Seguir algunos consejos simples no solo puede reducir la probabilidad de problemas relacionados con el calentador -, sino que en realidad puede tener un impacto positivo en la eficiencia del sistema de calefacción, reduciendo los requisitos y costos de mantenimiento. Aquí hay 10 consejos para garantizar un alto rendimiento del calentador y aumentar la vida del calentador.

Consejo 1: Evite la contaminación del calentador
La contaminación es la causa más común de falla del calentador. A medida que los calentadores se expanden y se contraen durante el ciclismo, a menudo absorben materiales orgánicos o conductores. Esto puede conducir a fallas de arco entre los devanados del calentador individuales o entre los devanados del calentador y la vaina del calentador externo conectado a tierra eléctricamente. La contaminación también puede causar pantalones cortos eléctricos entre los pasadores de potencia o los terminales cuando se deja acumularse en los extremos de plomo del calentador. Por lo tanto, es importante mantener lubricantes, aceites, cintas criogénicas o materiales procesar lejos del frente del calentador. El uso de sellos en estas situaciones puede ayudar a prevenir la contaminación del calentador/elemento de calentamiento. Consejo 2: Proteja los cables y terminales de altas temperaturas y movimiento excesivo
El cable aislado de fibra de vidrio estándar - se puede usar en aplicaciones con temperaturas ambientales de hasta 260 grados (500 grados F). Si los cables están expuestos a temperaturas más altas, se debe usar alambre de alambre de plomo de temperatura alto -} o aislamiento de perlas de cerámica. Extender la porción sin calefacción del calentador lejos del área calentada del sistema permite que los cables funcionen a una temperatura beneficiosamente más baja.

Cuando el calentador está instalado en maquinaria móvil, los cables deben asegurarse para evitar daños. Las opciones de protección del plomo deben especificarse y usarse para lograr la mejor protección contra el daño por plomo.

Consejo 3: La selección y el tamaño del calentador es importante
Para garantizar una alta operación del calentador de rendimiento -, la potencia del calentador debe estar lo más cerca posible de los requisitos de carga reales de la aplicación para limitar/desactivar el ciclo (ver Consejo 6). Para aplicaciones de piezas de ensamblaje -, especifique dimensiones de la característica de la aplicación de agujeros o alternativas para garantizar el mejor ajuste entre el calentador y la función de aplicación. Un ajuste de cierre minimiza los espacios de aire y reduce la ocurrencia de puntos calientes.

Consejo 4: Cierre el equipo
Conrazando eléctricamente todo el equipo que usa el calentador es de sentido común y práctica segura. El equipo de conexión a tierra ayuda a proteger la planta y el personal en caso de una falla eléctrica en el sistema de calefacción.

Consejo 5: Ajuste el voltaje para garantizar que el voltaje del calentador nominal coincida con el voltaje de la fuente de alimentación
Para garantizar una alta operación del calentador de rendimiento -, es crucial garantizar que el voltaje nominal del calentador coincida con el suministro de voltaje disponible, a medida que aumenta la potencia (o disminuye) con el cuadrado del voltaje aplicado al calentador. Por ejemplo, si un calentador se clasifica durante 120V/1000W y se conecta a una fuente de alimentación de 240 V, producirá cuatro veces la potencia de salida nominal, o 4000W. Esto hará que el calentador falle relativamente rápido y también puede causar daños graves al equipo conectado.

Consejo 6: Evite el sobreciclismo del calentador
El ciclo de temperatura excesivo es muy perjudicial para la vida del calentador. El más perjudicial es las tasas de ciclismo que permiten que el cable de resistencia del calentador se expanda y se contraiga por completo a una tasa alta (encendido y apagado durante 30 a 60 segundos). Esto puede causar estrés y oxidación severos dentro del cable de resistencia del calentador. El ciclo de temperatura deficiente a menudo se observa cuando se usa termostatos. Los termostatos reaccionan lentamente a los cambios de temperatura, y la diferencia de temperatura entre encender y apagar es grande. Una solución mejorada, pero un poco más cara, es usar un controlador de encendido/apagado o PID con un relé mecánico. Es importante no cambiar con demasiada frecuencia o andar en bicicleta demasiado rápido (aproximadamente entre 3 y 10 segundos), ya que los contactos de relé se desgastarán rápidamente.

La solución más efectiva, pero menos costosa, para minimizar el ciclo de temperatura del elemento de calentamiento es usar relés de estado sólidos - (SSRS) y controladores de potencia SCR junto con un controlador de temperatura PID. Esta combinación proporciona un rendimiento óptimo tanto para su sistema térmico como para el calentador en sí. El dispositivo de conmutación de estado sólido - claza la alimentación del calentador muy rápidamente (comenzando en un segundo con SSRS, hasta unos pocos milisegundos con fase - ángulo - SCR desencadenados). Este rápido ciclo de potencia reduce significativamente las excursiones de temperatura del cable del elemento calentamiento y extiende significativamente la vida útil del calentador.

Consejo 7: asegúrese de que el material de la vaina y la clasificación de densidad de vatios sean compatibles con el material que se calienta. Esto es crucial para garantizar la larga vida útil del calentador y la salud del equipo de proceso. Al calentar los sólidos (como los metales), la temperatura de funcionamiento y el ajuste entre el calentador y la parte impulsan la elección del material de la vaina y la densidad de vatios. El acero al carbono, el aluminio y los materiales de la vaina de caucho de silicona son adecuados para temperaturas más bajas (unos pocos cientos de grados). Sin embargo, a medida que las temperaturas se elevan por encima de este punto, las opciones de material de la vaina se limitan al acero galvanizado o inoxidable y otras aleaciones de metal de temperatura - más altas. A medida que aumenta la temperatura, la densidad de vatios debe reducirse en consecuencia para evitar la oxidación rápida y la falla prematura del cable de resistencia interna. Un buen calentador - a - ajuste asegura la transferencia de calor adecuada y evita el sobrecalentamiento del cable de resistencia.

Al calentar gases, la temperatura de funcionamiento y la velocidad de flujo determinan el material de la vaina y la densidad de vatios que se puede usar. Por ejemplo, cuando se usa elementos del calentador PI médico para calentar hidrógeno en lugar de nitrógeno, puede ejecutar densidades de vatios más altas, pero el hidrógeno requiere una envoltura de aleación 800, mientras que el acero inoxidable 304 es adecuado para muchas aplicaciones de nitrógeno.

El aumento del flujo y la turbulencia a través del elemento del calentador significa una mejor transferencia de calor, lo que aumenta los valores de densidad de vatios. Para el calentamiento líquido, los controladores principales de la selección de densidad de material y vatio son el material de fluido y la velocidad de flujo. Usando una vaina de cobre, el agua puede manejar fácilmente 42.52 a 70.87 w/cm² (60 a 100 W/in²), mientras que una mezcla de agua/glicol de 50/50 solo puede manejar 21.26 w/cm² (30 w/in²) y requiere una capa de acero.

Consejo 8: Monte los calentadores de tanque inmerso horizontalmente, cerca del fondo del tanque
El calentador debe colocarse horizontalmente y cerca del fondo del tanque para maximizar la circulación de convección. El montaje vertical se recomienda solo si las restricciones de espacio prohíben la colocación horizontal. Ya sea que el calentador esté montado horizontal o verticalmente, debe colocarse lo suficientemente alto como para evitar cualquier acumulación de lodo y escombros en el fondo del tanque. Del mismo modo, para ambos métodos de montaje, toda la longitud calentada del calentador siempre debe sumergirse en agua - Una razón por la cual el montaje vertical rara vez se recomienda. También es importante evitar colocar el calentador en espacios confinados que restrinjan la convección y/o donde pueden ocurrir trampas de ebullición o vapor libres.

Consejo 9: Evite la acumulación y el lodo en los elementos del calentador
Se debe minimizar la escala, el coque y la acumulación de lodo en la chaqueta del calentador. Cualquier acumulación debe eliminarse regularmente o al menos minimizarse para evitar inhibir la transferencia de calor al líquido. La limpieza regular evita que el elemento del calentador se vea obligado a operar a temperaturas más altas, lo que puede conducir a una falla prematura. También se debe tener un cuidado extremo para evitar el contacto con lubricantes de silicona en la porción de calentamiento del calentador. La silicona evitará que el líquido "moje" la vaina, actúe como un aislante y potencialmente cause una falla del calentador.

Consejo 10: Asegure el control adecuado de la temperatura y la protección del límite de seguridad
Hacer coincidir el calentador con el sistema de control de temperatura adecuado es esencial para el rendimiento y la vida del calentador robusto. Cada aplicación de proceso debe incluir al menos un sensor de temperatura de proceso (para detectar el material calentado) y un sensor límite (para detectar la temperatura de la vaina del calentador). El sensor de proceso debe sumergirse directamente en el material para calentarse o insertar cómodo en un Thermowell dentro del fluido en sí. Por razones de seguridad, se deben usar dos sistemas de control independientes - uno para el control de la temperatura del proceso y otro para el control de límite superior. Los controladores de temperatura de proceso PID - de tipo proporcionan un control más estable y una respuesta más rápida que los interruptores de encendido/apagado o los termostatos.