Vattide tihedus ja soojusdisain vähem{0}}nullrakenduste jaoks
Jäta sõnum
Üks levinumaid vigu, mida inimesed kassettküttekehade valimisel teevad, on see, et ei pöörata tähelepanu vattide tihedusele, mis on elektrienergia kogus, mis väljub igalt pindala ruutmeetrilt. See parameeter on palju olulisem kohtades, kus temperatuur on alla -40 kraadi, kuna küttekeha peab toime tulema suure soojuskaoga, vältides samas liiga kuumade pindade korral tekkida võivaid kahjustusi.
Standardsete kassettküttekehade vattihedus võib ulatuda kuni 63 W/cm² (400 W/in²), mis teeb neist suurepärased plastmassist survevaluvormide ja pakkimisseadmete kiireks soojendamiseks. Need suure-tihedusega konstruktsioonid toimivad seetõttu, et küttekeha on ümbritsetud kuumutatud massiga, mis viib soojuse kiiresti kerisest eemale. Aga matemaatika muutub, kui väljas on külm. Sama küttekeha peab tegelema nii köetava detaili soojusmassiga kui ka pideva soojuskaoga õhku -40 kraadi juures või juhtivusega läbi konstruktsiooniühenduste.
Kui kogenud soojusinsenerid alustavad arvutusi, kasutavad nad põhisoojusnõuet: Q=m × c × ΔT / t, kus Q on vatid, m on mass, c on erisoojus, ΔT on temperatuuri muutus ja t on aeg. Seejärel lisavad nad soojuskao osa, mis on soojusülekandetegur korrutatud pindala ja ümbritseva õhu temperatuuri muutusega. -40-kraadise tuulega ilmaga võivad konvektiivkaod olla suuremad kui vajaminev juhtiva kütte kogus, mõnikord isegi kahekordistades kogu vajaliku vatti.
Praktikas tähendab see, et külma ilma jaoks mõeldud kassettsoojendite vattihedus on tavaliselt madalam kui kuumal temperatuuril, tavaliselt 10–25 W/cm² 40–63 W/cm² asemel. Sellel ettevaatlikul meetodil on palju eeliseid. Madalam pinnatemperatuur aeglustab takistustraadi oksüdatsiooniprotsessi, mistõttu küttekeha võib kesta aastaid, mitte ainult kuid. Ühtsam soojusjaotus peatab kuumad laigud, mis lõhuvad magneesiumoksiidi isolatsiooni. Ja väiksem temperatuuride erinevus küttekeha ja ümbritseva õhu vahel vähendab kuumutatava osa termilist pinget.
Neid termilisi fakte tuleb temperatuuri juhtimise plaanide tegemisel arvesse võtta. Kui kütteseade lülitub täisvõimsusel ja väljas, võib temperatuur muutuda kuni ±10 kraadi või rohkem. Kui temperatuur on -40 kraadi, lasevad väljalülitusperioodid asjadel kiiresti jahtuda, mis tekitab materjalidele stressi ja raiskab nende soojendamisel energiat. Pooljuhtreleede või SCR-võimsuse kontrollerite kasutamine proportsionaalseks juhtimiseks hoiab võimsustaseme stabiilsena ja tasakaalustab soojuskadusid täpselt. See hoiab temperatuuri sättepunktist ±2 kraadi piires ja vähendab energiatarbimist 20–30% võrreldes pauk-pauk juhtimisega.
Sellistel juhtudel on termopaaride õigetesse kohtadesse panemine kunst. Anduri asetamine kerise otsa annab kiireima reaktsiooni, kuid see jälgib protsessi temperatuuri asemel küttekeha temperatuuri. Kuuma massi sisse panemine annab täpsemad protsessiandmed, kuid lisab ka viivitust, mis võib põhjustada ülevõtmist. Vastus on sageli kahe anduri kasutamine: üks küttekeha juures, et hoida asju turvalisena ja teine protsessis, et asju juhtida. Juhtimisalgoritm peab leidma õige tasakaalu kiire reaktsiooni ja stabiilsuse vahel.
Madala temperatuuriga{0}}paigaldiste puhul vajavad külmad alad erilist hoolt. Kui klemmikarbid puutuvad kokku -40 kraadiga, võib juhtme otsas olevat soojendamata osa, mis tavalistes kütteseadmetes on tavaliselt 5–10 mm, võib olla vaja pikendada 25–50 mm-ni. See takistab ühenduspunkti langemist alla kastepunkti, kui kondenseerumine koguneb ja tekitab elektriprobleeme. Mõned konstruktsioonid kasutavad täisnurkseid painutusi või mantlipikendusi, et juhtida juhtmeid läbi isoleeritud seinte, hoides samal ajal aktiivset küttetsooni õiges kohas.
Soojuspaisumise juhtimine mõjutab nii küttekeha tehnilisi andmeid kui ka paigaldise konstruktsiooni. Kui kuumutada -40 kraadilt 300 kraadini, kasvab 200 mm pikkune kassettkütteseade umbes 2,5 mm võrra. See areng avaldab küttekehale või kuumutatud osale survejõu, mis võib põhjustada küttekeha paindumist või kuumutatud osa kuju muutmist. Hästi läbimõeldud-küttekeha suletud otsas on läbivad augud või paisumisruumi ning seda hoitakse klemmi otsas paigal, et vältida selle väljatulekut, võimaldades sellel siiski pikendada.
