Kemična tovarna je naročila 12 kW potopni grelnik PTFE za nov procesni rezervoar. Objekt je imel na voljo trifazno napajanje 480 V-. Prodajalec je dobavil grelnik, ki je bil ožičen za tri-fazno napetost 480 V in je dobro deloval tri leta. Ko je tovarna dodala drugi rezervoar, je bil novi grelnik naročen pri drugem prodajalcu in priključen na 240 V eno-fazo. Zagotavljal je enakih 12 kW, vendar so se priključki sponk opazno bolj segrevali in grelnik je v štirinajstih mesecih odpovedal na priključku. Moč je bila enaka. Napetost in faza nista bili.
Napetost in faza določata, kako se tok porazdeli skozi grelni element. Za obremenitev 12 kW je poraba toka pri 240 V eno-fazi 50 A. Pri 480 V tri-fazi je poraba toka samo 14,4 A na fazo. Nižji tok zmanjša uporovno segrevanje v sponkah in napajalnem ožičenju, kar podaljšuje življenjsko dobo.
Trenutna razlika med konfiguracijami
Pri uporovnem grelniku je moč enaka kvadratu napetosti, deljeni z uporom. Grelnik, zasnovan za 480 V, ima element z višjim uporom kot grelnik, zasnovan za 240 V, da zagotavlja enako moč. Grelec 480 V porabi manj toka za enako izhodno moč.
Tokovna razlika neposredno vpliva na ogrevanje terminala. Razpršena moč v priključkih terminalov je I²R. Za priključni upor 0,05 Ω je ogrevanje priključka pri 50 A 125 W. Pri 14,4 A je ogrevanje priključka samo 10 W. Nižje ogrevanje priključka zmanjša tveganje pregrevanja priključka in korozije.
| Napajalna napetost | Faza | Tok za 12 kW | Ogrevanje terminala pri 0,05 Ω | Relativno terminalno življenje |
|---|---|---|---|---|
| 480V | Tri{0}}fazni | 14,4 A na fazo | 10 W | 1,5–2× osnovna linija |
| 400V | Tri{0}}fazni | 17,3 A na fazo | 15 W | 1,3–1,8× osnovna linija |
| 240V | Tri{0}}fazni | 28,9 A na fazo | 42 W | 1,2–1,5× osnovna linija |
| 240V | Enofazni-fazni | 50.0 A | 125 W | Izhodišče |
| 208V | Enofazni-fazni | 57.7 A | 166 W | 0,7–0,9× osnovna linija |
Poraba toka in ogrevanje sponk za 12 kW PTFE potopne grelnike glede na napetost in fazo
Zakaj je za grelnike z močjo 12 kW prednost tri{0}}fazni
Tri{0}}fazno napajanje porazdeli obremenitev na tri vodnike namesto na enega. Pri enaki skupni moči vsaka faza nosi manj toka. To zmanjša gostoto toka v priključkih terminalov in napajalnem ožičenju.
Tri{0}}fazni grelci zagotavljajo tudi bolj enakomerno segrevanje vzdolž elementa. Tri faze so običajno razporejene tako, da so grelni elementi enakomerno porazdeljeni okoli snopa ovoja. To zmanjša najvišjo gostoto vatov na kateri koli posamezni točki in izboljša enakomernost temperature.
Za grelnike nad 6 kW je tri{1}}fazna standardna praksa v industrijskih inštalacijah. Enofazni-fazni je praktičen samo za manjše grelnike ali kjer-trifazno napajanje ni na voljo.
Kako fazna konfiguracija vpliva na življenjsko dobo elementa
Konfiguracija faze določa, kako so uporovni elementi povezani -Wye ali trikot-in kako se napetost porazdeli po vsakem elementu. V konfiguraciji vezja vidi vsak element fazno-na-nevtralno napetost, ki je nižja od napetosti med-na-liniji. V delta konfiguraciji vsak element vidi celotno med-na-napetostjo.
Izbira med wye in delta vpliva na zasnovo upornostnega elementa in tok skozi vsak element. Pri PTFE potopnih grelnikih, kjer je enakomernost temperature plašča pomembna, konfiguracija whe pogosto zagotavlja bolj uravnoteženo ogrevanje, ker je napetost na vsakem elementu nižja in bolj dosledna.
Izbira napetosti za različne ravni moči
Izbira napetosti mora ustrezati moči grelnika in razpoložljivi moči objekta. Majhni grelci-pod 3 kW-so običajno enofazni-. Srednji grelniki-3 do 9 kW-so lahko enofazni-ali tri-fazni, odvisno od objekta. Veliki grelniki-nad 9 kW-so skoraj vedno trifazni.
| Moč grelnika | Priporočena napetost | Priporočena faza | Trenutni žreb | Opombe |
|---|---|---|---|---|
| 1–3 kW | 240V | Samski | 4–13 A | Majhni rezervoarji |
| 3–6 kW | 240V ali 480V | Eno ali tri | 7–25 A | Zaželeno je tri{0}}nad 4 kW |
| 6–12 kW | 480V | tri | 7–15 A | Standardna industrijska praksa |
| 12–24 kW | 480V | tri | 15–29 A | Več grelnikov ali razdeljene banke |
| >24 kW | 480V | tri | >29 A | Razdeljen na več grelnih krogov |
Priporočila za napetost in fazo za PTFE potopne grelnike glede na razpon moči
Zasnova sponk in premisleki glede napetosti
Višja napetost ne odpravi potrebe po pravilni zasnovi sponk. Tudi pri 480 V mora biti priključni blok ocenjen za tok in temperaturo okolice v ohišju. PTFE potopni grelniki pogosto delujejo v okoljih, kjer je ohišje terminala izpostavljeno procesnim hlapom, vlagi in povišanim temperaturam.
Priključni blok mora biti dimenzioniran za vsaj 125 % toka grelnika. Povezave je treba zategniti glede na specifikacijo in redno preverjati, ali so ohlapne. Proti-oksidacijska spojina na končnih povezavah zmanjša odpornost in upočasni korozijo.
Ko se standardni grelniki ne morejo ujemati s konfiguracijo moči
Objekti z neobičajno napajalno napetostjo-208 V, 575 V ali enosmerni tok – pogosto ne morejo uporabljati standardnih PTFE potopnih grelnikov brez sprememb. Grelniki po meri so lahko oblikovani za katero koli konfiguracijo napetosti in faz, vendar postopek specifikacije zahteva natančno napajalno napetost, fazo in razpoložljivi tok.
Konfiguracija potopnega grelnika iz PTFE po meri s prevelikimi terminali, zaprtim ohišjem in zasnovo terminala, ki vzdržuje kontaktni tlak pri termičnih ciklih, odpravlja glavni vzrok pregrevanja terminala. Postopek specifikacije zahteva napajalno napetost, fazo, razpoložljivi tok, dimenzije rezervoarja, kemijo kopeli in zahtevano moč. Za objekte z več rezervoarji in različnimi konfiguracijami moči ta-specifični pristop zagotavlja združljivost in podaljša življenjsko dobo grelnika.
