هنگام انجام پروژه جدیدی که نیاز به مشخص کردن بخاری برای تجهیزات دارد، تعیین توان مورد نیاز یکی از رایج ترین چالش های مهندسین است. انرژی بسیار کم باعث کاهش زمان گرم شدن{1}}می شود که بر راندمان تأثیر می گذارد. انرژی بیش از حد انرژی را هدر می دهد و به طور بالقوه می تواند به تجهیزات آسیب برساند. خوشبختانه، محاسبه قدرت خیلی پیچیده نیست. تسلط بر چند پارامتر کلیدی امکان برآورد قابل اعتماد را فراهم می کند.
فرمول اصلی محاسبه توان این است: توان برابر است با ظرفیت گرمایی ویژه ضربدر جرم ضربدر افزایش دما، تقسیم بر زمان گرمایش و ضریب بازده. در حالی که این تا حدودی پیچیده به نظر می رسد، کاربردهای عملی را می توان ساده کرد. برای گرم کردن قالب های فلزی، یک دستورالعمل کلی این است که 5 تا 15 کیلووات به ازای هر متر مربع سطح تماس اختصاص داده شود. برای گرم کردن مایعاتی مانند آب یا روغن، 2 تا 4 کیلووات بر متر مکعب اغلب کافی است. گرمایش هوا کمترین نیاز را دارد، معمولاً 0.5 تا 1.5 کیلووات بر متر مکعب. این قوانین سرانگشتی از ظرفیت های حرارتی ویژه مواد رایج و فرضیات تلفات حرارتی معمولی در تجهیزات صنعتی مشتق شده اند.
در زمینه بخاری‌های کارتریج سربی با زاویه سمت راست، که اغلب برای گرم کردن قالب استفاده می‌شوند، بار سطحی یک معیار مهم است. بار سطحی توان در واحد سطح منطقه گرمایش است که بر حسب وات بر سانتی متر مربع بیان می شود. برای قالب های استاندارد، بار سطحی 5 تا 10 وات بر سانتی متر مربع ایمن در نظر گرفته می شود. مدل‌های با قدرت بالا{6}}طراحی‌شده ویژه می‌توانند به بیش از 18 وات بر سانتی‌متر مربع دست یابند، اما این امر تقاضای قابل‌توجهی را برای مواد و فرآیندهای تولید ایجاد می‌کند. بیش از حد بار سطحی توصیه شده برای یک کاربرد معین یکی از شایع ترین علل خرابی زودرس بخاری است.
یک مثال را در نظر بگیرید: بخاری کارتریجی با قطر 10 میلی متر و طول گرمایش 100 میلی متر. مساحت سطح گرم شده آن تقریباً 31.4 سانتی متر مربع است. اگر بار سطح هدف 8 وات بر سانتی متر مربع باشد، توان آن حدود 250 وات خواهد بود. اگر یک قالب در مجموع به 2000 وات نیاز داشته باشد، هشت بخاری از این قبیل مورد نیاز است. فاصله بین بخاری ها نیز مهم است، معمولاً 2.5 تا 4 برابر قطر بخاری. قرار دادن خیلی نزدیک می تواند باعث تداخل متقابل شود که منجر به گرمای بیش از حد موضعی و تسریع تخریب عایق می شود. قرار دادن بیش از حد از هم می تواند نقاط سرد ایجاد کند و در نتیجه دمای قالب ناهموار و کیفیت محصول ناسازگار باشد.
انتخاب ولتاژ به همان اندازه مهم است. گزینه های رایج عبارتند از 220 ولت و 380 ولت. ولتاژهای پایین تر برای کاربردهای توان کمتر مناسب هستند، در حالی که ولتاژهای بالاتر تلفات جریان و خطوط مرتبط را کاهش می دهند. با این حال، ولتاژ را نمی توان خودسرانه تغییر داد زیرا مقاومت بخاری ثابت است. قدرت با مربع ولتاژ افزایش می یابد. اتصال یک بخاری 220 ولت به یک منبع تغذیه 380 ولت باعث می شود که انرژی بسیار بیشتری نسبت به درجه طراحی خود مصرف کند و به سرعت از کار بیفتد. یک مورد شناخته شده مربوط به مشتری بود که یک بخاری 220 ولت را به 380 ولت وصل کرد و در عرض چند دقیقه منجر به فرسودگی شد. همیشه قبل از نصب بررسی کنید که ولتاژ تغذیه با ولتاژ نامی بخاری مطابقت دارد.
هنگام انتخاب بخاری، عوامل ایمنی را در نظر بگیرید. دمای محیط، شرایط اتلاف گرما و چرخه وظیفه همگی بر نیاز واقعی برق تأثیر می‌گذارند. تجهیزاتی که به طور مداوم کار می کنند نسبت به تجهیزاتی که چرخه روشن و خاموش می شوند به حاشیه توان بیشتری نیاز دارند. بخاری‌های مورد استفاده در محیط‌های با دمای{3}بالا باید در مقایسه با گرم‌کننده‌هایی که در دمای معمولی محیط استفاده می‌شوند، کاهش یابد. در صورت عدم اطمینان، توصیف شرایط عملیاتی برای سازنده به کارکنان فنی آنها اجازه می دهد تا محاسبه را تأیید کنند. علاوه بر این، در نظر بگیرید که آیا برنامه برای کنترل دمای حلقه بسته-به ترموکوپل داخلی-نیاز دارد، زیرا این امر می تواند به طور قابل توجهی پایداری دما و کارایی انرژی را بهبود بخشد. در نهایت، انتخاب توان مناسب برای اطمینان از عمر طولانی و قابل اعتماد بخاری ضروری است.
