Ogrzewanie powietrzne i gazowe za pomocą nagrzewnic kasetowych

Ogrzewanie gazów różni się od ogrzewania ciał stałych lub cieczy, ponieważ gazy mają niską przewodność cieplną i gęstość. Grzejniki kasetowe są zaprojektowane do pracy w tego typu zastosowaniach, biorąc pod uwagę szczególny sposób, w jaki gazy przenoszą ciepło.

Zastosowania z konwekcją naturalną, takie jak obudowy, szafki i komory środowiskowe, zależą od przepływu napędzanego-wyporem. W porównaniu z ogrzewaniem stałym maksymalna gęstość watów znacznie spada, zwykle do 5–15 W/in², w zależności od temperatury w pomieszczeniu i pożądanej temperatury osłony. Gdy gęstość jest zbyt duża, osłona jest zbyt gorąca, ponieważ powietrze nie jest w stanie wystarczająco szybko odprowadzać ciepła. Umieszczenie osłon odblaskowych za grzejnikami poprawia ich działanie, ograniczając straty promieniowania do otaczającej konstrukcji.

Wymuszona konwekcja sprawia, że ​​wszystko działa znacznie lepiej. Prędkość powietrza zmienia skuteczność przenoszenia ciepła. Na przykład, jeśli prędkość się podwoi, gęstość mocy, którą można wykorzystać, również się podwoi. Większe gęstości mocy i szybsze nagrzewanie są możliwe w przypadku systemów dmuchaw, przepływu kanałowego lub cyrkulacji wentylatora. Jednak prędkość nigdy nie powinna spaść poniżej pewnego poziomu; jeśli przepływ powietrza ustanie, urządzenie natychmiast się przegrzeje, nawet przy niskiej gęstości mocy.

Zależność między temperaturą osłony a gęstością mocy przebiega zgodnie ze znanymi krzywymi dla różnych warunków przepływu powietrza. Aby uzyskać temperaturę powłoki do 1400 stopni F, potrzebujesz około 25 W/in² przy 70 stopniach F z konwekcją naturalną. Przy wymuszonym przepływie powietrza z szybkością 150 metrów na minutę ta sama temperatura powłoki przepuszcza 60 W/cal². Połączenia te pomagają w tworzeniu systemów bezpieczeństwa i specyfikacji.

Jeśli jest wiele grzejników, należy pomyśleć o tym, jak daleko od siebie powinny być umieszczone. Umieszczenie wkładów bliżej niż jeden okrąg utrudnia każdemu z nich pozbycie się ciepła. Obowiązują współczynniki obniżające wartości znamionowe, co zwykle oznacza spadek o 5% w przypadku małych odstępów i spadek o 15% w przypadku obecności odbłyśników. Aby zapobiec nadmiernemu nagrzewaniu się środkowych stref, projekt tablicy musi uwzględniać te interakcje.

W przypadku ogrzewania powietrza bardzo ważne są systemy bezpieczeństwa. Przełączniki sprawdzające przepływ powietrza zatrzymują dopływ zasilania do urządzenia, jeśli przepływ nie jest wystarczający. Wyłączniki krańcowe-wysokiej temperatury zapobiegają niezależnym wyłączeniom. Logika opóźnienia czasowego zapewnia, że ​​przepływ zostanie ustalony przed ogrzewaniem i będzie kontynuowany po wyłączeniu, aby schłodzić grzejniki. Kiedy nagrzewnice pracują w zastoju powietrza, mogą powodować katastrofalne w skutkach awarie. Te blokady zapobiegają temu.

Zastosowania ogrzewania powietrznego wykorzystują ogromną powierzchnię grzejników kasetowych o dużej-średnicy. Większe średnice zapewniają warstwie granicznej więcej miejsca do przekazywania ciepła, co czyni je bardziej wydajnymi niż układy mniejszych grzejników. Jednak większa moc bezwzględna oznacza, że ​​należy dokładnie sprawdzić przepływ powietrza i dokładnie zaplanować systemy bezpieczeństwa.

Problemy z zanieczyszczeniami mają wpływ na zastosowania związane z ogrzewaniem powietrza. Cząsteczki obecne w strumieniu powietrza mogą zniszczyć powierzchnie grzejników lub pozostawić warstwy izolacyjne. Kiedy systemy sprężonego powietrza uwalniają mgłę olejową, zamienia się ona w węgiel w nagrzanych osłonach. W miejscach nieczystych filtry i separatory przed grzejnikami wydłużają ich żywotność.

Różne zastosowania ogrzewania powietrznego wymagają niestandardowej inżynierii, aby dobrze działały z właściwymi warunkami przepływu, wymaganiami temperaturowymi, normami bezpieczeństwa i zmiennymi środowiskowymi.