Kassettküttekeha pinnakoormuse (või vattiheduse) ja selle tööea vahel on otsene ja oluline korrelatsioon. Pinnakoormus, mida mõõdetakse tavaliselt vattides ruuttolli kohta (W/in²) või vattides ruutsentimeetri kohta (W/cm²), viitab võimsusele, mis hajub küttekeha metallkesta pindalaühikule. See parameeter on kriitiline disainitegur ja selle sobiv väärtus varieerub drastiliselt sõltuvalt konkreetsest töökeskkonnast ja kuumutatavast keskkonnast. Vale pinnakoormuse valimine on kütteseadme enneaegse rikke peamine põhjus.
Põhimõte: antud rakenduse jaoks soovitatava pinnakoormuse ületamine põhjustab ümbrise liiga kõrgeid temperatuure. See ülekuumenemine käivitab mitu rikkemehhanismi, mis lühendavad oluliselt küttekeha eluiga:
Kiirendatud oksüdatsioon ja lagunemine: õhus või gaasilises keskkonnas kiirendavad kõrged temperatuurid ümbrise materjali (nt roostevaba terase) oksüdeerumist, muutes selle rabedaks ja põhjustades pragusid või rebendeid.
Saastumine ja koksi moodustumine: õlide, orgaaniliste vedelike või muude materjalide kuumutamisel võib liigne pinnatemperatuur põhjustada keskkonna lagunemise, moodustades küttekeha pinnale isoleeriva süsiniku- või katlakivikihi. See isolatsioon tõstab veelgi ümbrise temperatuuri, luues termilise äravooluefekti, mille tulemuseks on läbipõlemine.
Sisemise isolatsiooni lagunemine: suur soojusvoog peab kanduma sisemise takistuse mähiselt läbi tihendatud magneesiumoksiidi (MgO) isolatsiooni ümbrisesse. Püsivad liigsed koormused tõstavad sisetemperatuuri, mis võib aja jooksul halvendada MgO dielektrilisi omadusi ja suurendada takistuse mähise pinget.
Soojusülekande efektiivsuse mittevastavus: lubatud pinnakoormus sõltub keskkonna võimest soojust ära kanda. Kõrge soojusülekandeteguriga kandjad (nt vesi, voolavad õlid, sulametallid) võivad taluda suuremat pinnakoormust. Staatiline õhk, halb soojuskandja, nõuab palju väiksemaid pinnakoormusi, et vältida ümbrise ohutu töötemperatuuri ületamist.
Rakenduse-spetsiifilised kujunduslikud kaalutlused:
1. Üldotstarbelised-paakide, ahjude ja vormide kütteseadmed:
Neid kasutatakse laialdaselt nitraadivannides, veepaakides, happe-/leelisepaakides, õhkkütteahjudes, kuivatusahjudes ja pliidiplaatides. Nende erinevate keskkondade jaoks sobiv disain sõltub pinnakoormuse valimisest, mis tasakaalustab küttekiiruse ja pikaealisuse.
Tavaline tõrkerežiim: kaitse läbi põlenud
Kaitsmejuhtme läbimõõt on liiga väike või selle nimivool on ebapiisav.
Lühis toitepistiku ja kütteseadme pistikupesa vahel.
Lühis, mis on põhjustatud eraldunud klemmilehtedest või juhtmetest.
Küttekeha läbipõlemine (mähise rike), mis põhjustab sisemise lühise.
Peamised tehnilised andmed:
Võimsustolerants: nimivõimsus nimipingel: +5% kuni -10%.
Lekkevool: vähem kui 0,5 mA töötemperatuuril.
Dielectric Strength: Withstands a high-potential test of >1000 V vahelduvvoolu sagedusel 50 Hz 1 minut töötemperatuuril ilma sähvatuse või rikketa.
Isolatsioonitakistus: külmaisolatsiooni takistus on suurem või võrdne 100 MΩ.
Välimus: puuduvad märkimisväärsed mehaanilised kriimustused, lokaalne turse, kortsud ega deformatsioonid kõverate juures.
2. Mitte-standardsed äärikuga sukelsoojendid vedelikupaakide ja tsirkulatsioonisüsteemide jaoks:
Need on konstrueeritud kütmiseks avatud või suletud puhastuslahuse paakides ja tsirkulatsioonikontuurides.
Viis põhifunktsiooni:
Kompaktne suurus, suur võimsus: kõrge pinnavõimsuse tihedus, tavaliselt 2–4 korda suurem õhukütte lubatud koormusest tänu vedelike suurepärasele soojusülekandele.
Mitmekülgne rakendus: võimeline soojendama erinevaid meediume erinevates keskkondades, sealhulgas ohtlikes (plahvatuskindlates{0}}alades).
Tihe, stabiilne konstruktsioon: lühike, tihedalt pakitud komplekt pakub suurepärast mehaanilist stabiilsust, võimaldades sageli paigaldada ilma täiendavate tugiklambriteta.
Kvaliteetsed materjalid ja ehitus: usaldusväärse elektrilise jõudluse tagamiseks kasutab valitud imporditud ja kodumaiseid kvaliteetseid materjale, täiustatud tootmistehnikaid ja ranget kvaliteedikontrolli.
Kõrge temperatuuri võime: standardkonstruktsioonid võivad sobivas keskkonnas saavutada ümbrise temperatuuri kuni ligikaudu 720 kraadi (1328 kraadi F).
3. Süsteemi integreerimine ja suure jõudlusega-funktsioonid:
Automatiseeritud juhtimine: Küttesüsteeme saab täielikult automatiseerida ja integreerida laiematesse juhtimisvõrkudesse, näiteks hajutatud juhtimissüsteemi (DCS).
Pikk kasutusiga ja ohutus: saavutatakse sobiva pinnakoormuse disainiga koos mitme integreeritud kaitsesüsteemiga (nt ületemperatuuri kontrollerid, termokaitsmed).
Tugevad ehitusmeetodid: kokkupandud seadmetes kasutatakse küttetorude püsivaks tihendamiseks äärikutega sageli argooni kaarkeevitust. Alternatiivsed konstruktsioonid kasutavad mehaanilist kinnitussüsteemi, kus iga küttekeha keevitatakse naastu külge, mis seejärel mutriga -lukustatakse ääriku külge, võimaldades küttekeha individuaalset asendamist, säilitades samas lekkekindla tihendi.
Tõhusus: stabiilsed elektrilised omadused ja kõrge soojustõhusus võivad mõnede tavaliste metallist kütteelementidega võrreldes kaasa tuua üle 30% energiasäästu, millele lisanduvad väga kiired kuumenemisajad{1}}.
Järeldus:
Sisuliselt on pinnakoormus esmane hoob, mis reguleerib kassetisoojendi kasutusiga. Õigesti valitud pinnakoormus-, mis ühtib keskkonna soojusülekande omadustega ja ümbrise materjali termiliste piirangutega-, tagab tõhusa töö, hoiab ära enneaegse rikke ja täidab lubatud pikaealisuse. Erinevate küttekehade jaoks loetletud disainifunktsioonid ja spetsifikatsioonid tulenevad põhimõtteliselt sellest inseneri põhiprintsiibist.
