Heizanwendungen unterscheiden sich stark im industriellen Bereich. Vom landwirtschaftlichen Bedarf bis zum Kochen, von der Sterilisation bis zum Trocknen, vom Töten bis zur chemischen Verarbeitung, der Heizbedarf ist so vielfältig wie die Branchen, die thermische Lösungen benötigen.
Aber was passiert, wenn Sie mit der Suche nach dem richtigen Heizelement für eine bestehende Herausforderung konfrontiert werden oder wenn Sie ein Heizelement ersetzen müssen, das nicht optimal für Ihr aktuelles System geeignet ist?
Der erste Schritt, wenn ein Heizelement für ein bestehendes Problem in Betracht gezogen wird, ist ein Schritt zurück. Bewerten Sie das Gesamtbild Ihrer Anwendung und Ihrer Systemanforderungen, dann können Sie sich auf einige wichtige Elemente konzentrieren, die Sie zur idealen Heizlösung führen.
Was ist die Anwendung des’ Heizelements?
Beginnen Sie mit der Berücksichtigung der Wärmeübertragungsanwendung. Kommt das Heizelement in direkten Kontakt mit dem, was erwärmt wird? Wird Wärme durch ein anderes Material übertragen, wie z. B. ein Rohr oder die Luft usw.? Ist das, was erwärmt wird, strömend oder stationär? Was ist die gewünschte Temperatur für die Anwendung? Wenn Sie Fragen wie diese beantworten, wird bestimmt, welcher Typ und welche Größe des Heizelements erforderlich ist, um den Bedarf zu decken?
Tauchheizelemente werden typischerweise zum Erwärmen von strömenden Gasen und Flüssigkeiten, wie Wasser oder Öl, verwendet. Sie sind ein schnelles und wirtschaftliches Verfahren für Heizanwendungen, die ein gewisses Maß an Schutz vor Umgebungsbedingungen erfordern, wie z. B. bei Witterungseinflüssen im Freien. Watlow Tauchheizelemente sind in einer Vielzahl von Größen mit NPT-Schraubstopfen, ANSI-Flansch, Vierkantflansch oder Plattenflanschadaptern erhältlich.
Strahlungsheizelemente sind dafür bekannt, gleichmäßig Wärme zum Trocknen von Materialien oder zum Formen von Teilen aus unterschiedlichem Kunststoff zu strahlen. Die Heizstrahler von Watlow sind entweder Keramik- oder Plattenheizelemente, die beide eine gleichmäßige Wärmeverteilung und Energieeffizienz bieten.
In Fließsystemen verwendete Heizelemente erhöhen die Temperatur einer Flüssigkeit oder eines Gases, wenn sie das Heizelement passieren. Zum Beispiel bestehen Erdöltank-Farmen aus mehreren vertikalen Tanks mit 10.000 Gallonen oder mehr Erdöl in verschiedenen Stufen der Verfeinerung. Schweres Erdöl erfordert Heizelemente mit niedriger Wattdichte, um das Material zu bewegen.
Welches Material wird erwärmt?
Das Verständnis des zu erwärmenden Materials ist entscheidend für die Auswahl des richtigen Heizelements. Ist es Gas, Flüssigkeit oder Feststoff? Muss das Heizelement eingetaucht werden oder in einem Vakuum betrieben werden? Benötigt das Material direkte oder indirekte Erwärmung?
Berücksichtigen Sie auch die thermischen Eigenschaften des Mediums selbst. Was ist die Wärmereaktionszeit für das Material und die maximale Wärmeübertragung? Wie hoch ist die Lebenserwartung der Medien?
Unterschiedliche Materialien erwärmen sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, und die Kenntnis der spezifischen Wärmekapazität des zu erwärmenden Mediums ist entscheidend für die Bestimmung der richtigen KW, die erforderlich sind, um den Prozess zur Zieltemperatur in der richtigen Zeit zu bringen. Dies hilft auch bei der Bestimmung der Wattleistung, die erforderlich ist, um die Betriebstemperatur für das angegebene Material zu erwärmen und aufrechtzuerhalten.
Daher ist das Material einer der Faktoren, der die Wattdichte des Heizelements beeinflusst. Das Heizelement muss in der Lage sein, das Medium zu erwärmen, ohne das Material oder andere Systemkomponenten zu verbrennen. Öle oder Flüssigkeiten, die Glukose enthalten, benötigen möglicherweise ein Heizelement mit niedrigerer Wattdichte, um Verbrennungen zu vermeiden. Ebenso benötigen Gasanwendungen typischerweise Heizelemente mit niedrigerer Wattdichte als Anwendungen, die Wasser erwärmen.
Wenn der allgemeine Temperaturbereich und der Heizelementtyp bestimmt wurden, können andere Attribute geändert werden, um die Wattdichte anzupassen. Zu diesen Attributen gehören Wattleistung, Heizelementlänge, Elementdurchmesser und Elementform.
Was sind die Temperatur- und Leistungsanforderungen des Systems?
Das zu erwärmende Material informiert über die erforderlichen Temperatur- und Leistungsanforderungen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, aber die Größe der Anwendung ist auch ein Faktor. Eine kleine Heizanwendung hat unterschiedliche Anforderungen und Leistungsanforderungen im Vergleich zu einem großen Projekt, das eine erhebliche Leistung erfordert.
Eine Studie der Universität von Rom über das Potenzial für Solarwärme in industriellen Prozessen ergab, dass etwa 43 % der industriellen Heizanwendungen Temperaturen über 750 Grad Fahrenheit erfordern, während etwa 27 % Temperaturen von 212-750 Grad und etwa 30 % Temperaturen von 212 Grad oder weniger erfordern. Wenn Sie Ihre Temperaturanforderungen kennen, können Sie das Feld der geeigneten Heizelemente eingrenzen.
Eine weitere wichtige Überlegung ist die Zeit, die das Material benötigt, um seine Endtemperatur zu erreichen. Nicht alle Materialien oder Systeme können oder sollten so schnell wie möglich erwärmt werden. Einige erfordern einen Rampen-and-Soak-Ansatz, der die Systemtemperatur über eine’ vorbestimmte Zeit allmählich erhöht oder eine eingestellte Temperatur über einen bestimmten Zeitraum aufrechterhält.
Andere Faktoren, die mit der Betriebstemperatur zusammenhängen, sind der Anlaufstrombedarf und der Wartungsstrombedarf.
Wie ist die Betriebsumgebung des Heizelements?
Der für das Heizelement verfügbare Platz sowie seine Betriebsbedingungen beeinflussen auch die Auswahl des Heizelements.
Einige Anwendungen, wie die Halbleiterproduktion, erfordern winzige Heizelemente, die in kompakten Räumen in einer Reinraumumgebung platziert werden können. Andere Anwendungen erfordern große Heizelemente, die in einer explosionssicheren Umgebung oder sogar in einem Vakuum funktionieren müssen.
Je nach Umgebung kann das Heizelement ein Gehäuse oder Gehäuse erfordern, um es zu schützen. Einige Anwendungen erfordern ein Heizelement, das einer Exposition gegenüber erheblicher Feuchtigkeit oder ätzenden Chemikalien standhalten kann.
Unter bestimmten Umständen kann eine kundenspezifische Option erforderlich sein, um die einzigartigen Anforderungen an Platz, Betriebstemperatur und Wattleistung zu erfüllen.
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