Kontaktowe ogrzewanie ciał stałych
Informacje niezbędne do określenia mocy elementów grzejnych do kontaktowego ogrzewania ciał stałych:
- Specyfikacja ogrzewanego materiału wraz z charakterystyką jego powierzchni (błyszcząca, oksydowana itp.).
- Masa, kształt i umiejscowienie materiału.
- Temperatura początkowa i docelowa.
- Wymagany czas ogrzewania.
- Informacje o temperaturze otoczenia oraz sposobie izolacji.
Do zaprojektowania konkretnego rozwiązania, tj. wyboru typu elementu grzejnego, kształtu i wymiarów, należy określić:
- Wymiary i kształt ogrzewanej części, miejsce i przestrzeń dla przyłącza elektrycznego (wyprowadzenia).
- Środowisko i czynniki ograniczające w miejscu przyłącza elektrycznego (np. wibracje, ruch części, wilgoć, ryzyko uszkodzenia mechanicznego, ryzyko kontaminacji olejem lub inną cieczą, zagrożenie wybuchem itp.)
- Przewidywany sposób regulacji temperatury.
Aby uzyskać więcej informacji lub pomoc w rozwiązaniu konkretnych problemów grzewczych, prosimy o kontakt.
Stosowane elementy grzejne
Grzałki patronowe
Grzałki wysokoobciążone – jeśli na to pozwala kształt i wielkość ogrzewanego elementu, bardzo stosowany i efektywny sposób ogrzewania. Nieodpowiednie dla zbyt dużych elementów – więcej informacji patrz „Grzałki wysokoobciążone“
Grzałki średnioobciążone – maksymalne zalecane temperatury robocze i obciążenie powierzchniowe są niższe niż w przypadku grzałek wysokoobciążonych. Logiczny wybór dla niektórych bardziej wymagających wymiarowo zastosowań, gdzie grzałki wysokoobciążone nie mogą być zastosowane. – więcej informacji patrz „Grzałki średnioobciążone”
Grzałki patronowe ø 6.5 mm stanowią odpowiednie rozwiązanie w sytuacjach, gdzie konieczne jest wpuszczenie pręta w rowek wyprofilowany na powierzchni ogrzewanego metalowego elementu. Rowek wykonuje się o 0,1 – 1,5 mm szerszy niż pręt grzejny, w zależności od sposobu zabudowy, temperatury roboczej elementu, kształtu elementu i obciążenia powierzchniowego pręta grzejnego.
Jeśli klient sam wykonuje formowanie grzałek patronowych o średnicy 6.5mm do rowka, minimalna zalecana średnica gięcia wynosi 38mm (uwaga – raz uformowany pręt nie może być prostowany z powrotem). Po uformowaniu lub wciśnięciu elementów grzejnych do rowka konieczne jest ponowne sprawdzenie wytrzymałości elektrycznej izolacji i obwodu elektrycznego wg (ČSN EN 60335-1).
Zalecane obciążenie powierzchniowe prętów wynosi 7-15 W/cm2, w zależności od sposobu osadzenia prętów w rowku ogrzewanego materiału, temperatury roboczej i materiału ogrzewanego elementu. Maksymalna zalecana temperatura robocza określana jest na podstawie obciążenia powierzchniowego prętów, sposobu osadzenia prętów w rowku i materiału płyty.
Grzałki niskoobciążone – logiczny wybór dla niektórych mniej obciążonych termicznie lub większych zastosowań. Więcej patrz „Grzałki niskoobciążone“.
Grzałki rurkowe
W wielu przypadkach cenowo dostępniejsze i dodatkowo bardziej zmienne kształtowo rozwiązanie niż grzałki patronowe.
Sposoby kontaktowego ogrzewania rurkowymi prętami grzejnymi:
Rowek wykonuje się o 0,1 – 1,5mm szerszy niż pręt grzejny, w zależności od sposobu zabudowy, temperatury roboczej elementu, kształtu elementu i obciążenia powierzchniowego pręta grzejnego.
Stosowane są pręty o ø 6.5 mm i ø 8.5 mm (dla bardziej skomplikowanych kształtów preferowane pręty ø 6.5 mm). Jeśli zamawiane elementy grzejne są przeznaczone do rowka, informacja ta musi być podana. Jeśli klient sam wykonuje formowanie prętów grzejnych do rowka, to dla prętów ø6.5mm minimalna zalecana średnica gięcia wynosi 38mm. Uwaga, raz uformowany pręt nie może być prostowany z powrotem. Jeśli elementy są formowane lub wciskane do rowka, konieczne jest ponowne sprawdzenie wytrzymałości elektrycznej izolacji i obwodu elektrycznego wg (ČSN EN 60335-1).
Maksymalna zalecana temperatura robocza prętów określana jest na podstawie obciążenia powierzchniowego W/cm2, sposobu osadzenia prętów w rowku i materiału płyty.
Kolejną w zastosowaniach przemysłowych stosowaną metodą jest zalanie przeważnie formowanych rurkowych prętów grzejnych w stopie aluminium (w naszej firmie nie wykonujemy, ale możemy pośredniczyć).
Więcej patrz „Grzałki rurkowe”.
Płaskie grzałki rurkowe
Często cenowo dostępniejsze rozwiązanie w porównaniu z grzałkami patronowymi. Odpowiednie w zastosowaniach, gdzie wymagane są wyprowadzenia po jednej stronie pręta.
Sposoby kontaktowego ogrzewania płaskimi rurkowymi prętami grzejnymi:
Więcej patrz „Płaskie grzałki rurkowe”.
Płaskie pręty grzejne standardowo umieszcza się w prostoliniowym rowku o profilu prostokątnym. Maksymalna zalecana temperatura robocza określana jest w zależności od typu pręta, obciążenia powierzchniowego pręta W/cm2, sposobu osadzenia prętów w rowku i materiału płyty.
Drut grzejny wbudowany bezpośrednio w ogrzewanej metalowej płycie
Często odpowiedni wariant ogrzewania metalowych płyt o dużych wymiarach. Wysoka żywotność. Możliwe do zastosowania tylko w przypadkach bez ryzyka zanieczyszczenia izolacji.
Grzałki opaskowe i płaskie elementy grzejne z izolacją mikową
Kontaktowe ogrzewanie ciał stałych jest charakterystycznym sposobem ich zastosowania. Więcej patrz „Grzałki opaskowe, Płaskie elementy grzejne z izolacją mikową“.
Stosowane materiały obudowy prętów grzejnych przy kontaktowym ogrzewaniu ciał stałych
- Mosiądz – do 400°C
- Miedź – do 165 °C
- AISI 321 – do 750 °C
- AISI 304 – do 650 °C
- AISI 309 – odporność rury (nie pręta grzejnego) do 950 °C
- INCOLOY 800 – odporność rury (nie pręta grzejnego) do 1050 °C
- Aluminium – do 400 °C
Zalecenia dotyczące regulacji temperatury przy ogrzewaniu ciał stałych
(Dotyczy również pozostałych typów ogrzewania, ale przy kontaktowym ogrzewaniu ciał stałych tj. przewodzeniem, gdzie powszechną praktyką są wyższe temperatury robocze wraz z wymogiem dość precyzyjnej regulacji temperatur roboczych. Z tych względów prawidłowy sposób regulacji temperatury ma tu istotniejszy wpływ na żywotność elementów grzejnych niż w przypadku ogrzewania cieczy lub gazów).
Włączanie i wyłączanie w zakresie 40s-60s powoduje powtarzające się całkowite rozszerzanie i kurczenie drutu oporowego. Skutkuje to dużym obciążeniem i utlenianiem drutu grzejnego wewnątrz pręta grzejnego. Termostaty kapilarne i bimetalowe mają zbyt dużą histerezę włączania/wyłączania.
W celu zwiększenia żywotności prętów grzejnych zaleca się zatem stosowanie regulacji elektronicznej (regulator ON/OFF lub regulator PID) wraz z przekaźnikiem mechanicznym, gdzie czasy przełączania muszą być poniżej 10s. Idealnym rozwiązaniem jest regulacja ze sterowanym napięciem elektrycznym w interwałach czasowych do 1s tj. regulacja temperatury + SSR (przekaźnik półprzewodnikowy) lub przekaźnik SCR.
Czujnik temperatury umieszczać maks. 10mm od prętów grzejnych.
