Com afecten la tensió i el corrent el rendiment de l'escalfador de PTFE?

Per exemple, 3000 watts a 240 volts és una qualificació clara de la placa d'identificació per als escalfadors d'immersió de PTFE utilitzats a les fàbriques. Però pel que fa al rendiment, les coses no sempre surten com estava previst. L'escalfador pot trigar més a augmentar la temperatura del dipòsit del que s'esperava, o el consum actual que es va mesurar pot no coincidir amb el que s'esperava. Aquestes diferències sovint fan que sigui difícil entendre com la tensió, la potència i el consum de corrent funcionen junts per afectar el rendiment de la calefacció al món real.

Per obtenir la mida adequada, instal·lar-lo correctament i comprovar-ne el rendiment, cal saber com funcionen conjuntament aquests paràmetres elèctrics.


Ús de potència per mesurar la producció de calor
La potència és la quantitat d'energia que es canvia d'energia elèctrica a energia tèrmica. La potència és el signe més important de la quantitat de calor que emet un escalfador d'immersió. Un escalfador de 3000 watts canvia 3000 joules d'energia elèctrica en calor cada segon quan funciona correctament.

Quan es dissenya un sistema per a la calefacció de procés, la potència és el factor més important. T'indica amb quina rapidesa pots escalfar una certa quantitat de líquid, donada la seva massa, calor específica i augment màxim de temperatura. Si les circumstàncies per a la conducció de calor són bones, una potència més alta normalment significa un augment de temperatura més ràpid.

Però l'escalfador només pot assolir la seva potència nominal quan funciona a la tensió nominal que es dóna. Els canvis en aquesta tensió tenen un efecte directe sobre la potència de sortida real.

Tensió com a font d'alimentació
El voltatge és la força elèctrica que força el corrent a través de l'element de resistència de l'escalfador. Cada escalfador d'immersió de PTFE té un cert valor de resistència que està destinat a emetre una certa quantitat de watts a un determinat voltatge.

La llei d'Ohm explica com es relacionen el voltatge, el corrent i la resistència:

El corrent (I) és igual a la tensió (V) dividida per la resistència (R).

L'equació de potència és:

Potència (W) és igual a tensió (V) per corrent (I)

Les equacions següents funcionen conjuntament per il·lustrar-ho:

Potència (W)=Tensió² ÷ Resistència (R)

Aquest vincle entre voltatge i quadrat és molt important. Quan la tensió d'alimentació cau per sota de la tensió nominal de l'escalfador, la potència baixa pel quadrat de la relació de tensió. Un escalfador que tingui una potència nominal de 3000 watts a 240 volts no produirà tanta calor si se li dóna 220 volts. Fins i tot una petita caiguda de tensió pot fer una gran diferència en el bon funcionament de la calefacció.

Per assegurar-vos que l'escalfador funciona de la mateixa manera cada vegada, és important comprovar que la tensió d'alimentació coincideix amb la classificació de la placa d'identificació de l'escalfador.

Quanta potència s'utilitza i quant pot gestionar el sistema
El consum actual mostra quanta electricitat es necessita per obtenir la potència nominal. El corrent previst per a un escalfador de 3000 watts que funciona amb 240 volts és:

= 3000 ÷ 240=12.5 amperes actuals

El corrent determina la mida dels conductors, el tipus d'interruptor a utilitzar i les necessitats generals del sistema elèctric. L'ús de cables massa petits o dispositius de seguretat que no estan classificats correctament pot causar problemes amb el funcionament de les coses o posar en perill les persones.

Un consum de corrent mesurat és una manera útil de saber si alguna cosa no funciona. A la vida real, un escalfador que consumeix un 10% menys de corrent que l'especificació de la placa d'identificació pot tenir una tensió d'alimentació insuficient, tenir una resistència del circuit més alta o tenir algunes de les seves peces desgastades. D'altra banda, un corrent superior al previst podria significar que l'alimentació de tensió és incorrecta o que hi ha danys a l'interior.

El corrent no és una variable independent; reacciona tant a la tensió aplicada com a la resistència interior.

Paràmetres elèctrics que depenen els uns dels altres
La tensió, la potència i el corrent no són números separats. Són paràmetres elèctrics que depenen els uns dels altres i es basen en la resistència de l'escalfador.

L'element de resistència interna està fet pels fabricants de manera que el corrent a una determinada tensió nominal ofereix la potència necessària. El corrent i la potència fluctuaran si canvia la resistència.

La resistència en si canvia una mica amb la temperatura. La resistència de l'element calefactor augmenta a mesura que s'escalfa. Això fa que el consum de corrent sigui una mica més baix durant l'operació en estat estacionari-que quan es va iniciar per primera vegada el sistema. Aquest és un comportament normal que ajuda a mantenir la temperatura estable.

El rendiment també es veu afectat per coses que succeeixen al món real. Una disminució considerable de la tensió al cable d'alimentació pot fer que la tensió als terminals de l'escalfador sigui molt més baixa. L'ús de conductors massa petits és un error comú durant la instal·lació, especialment en línies de cable llargues. Massa caiguda de tensió redueix el corrent i la potència, la qual cosa fa que la calefacció trigui més.

Per tant, per comprovar el rendiment, cal mesurar la tensió als terminals de l'escalfador mentre està sota càrrega, no només a la font d'alimentació.

Coses en què cal pensar quan es resolen problemes a la vida real
Quan sembla que falta el rendiment de la calefacció, veure els paràmetres elèctrics normalment mostra quin és el problema. Els passos importants són:

Comprovació de la tensió d'alimentació real als terminals de l'escalfador

Mesurar el consum de corrent quan el dispositiu està en funcionament

Mirant els valors mesurats i les especificacions de la placa d'identificació

Si el consum de corrent és inferior al previst, pot ser perquè la tensió és menor, la resistència del circuit és més alta o els elements interns s'estan trencant. Si es triga més del previst a escalfar-se, pot ser que la potència és massa baixa a causa d'una caiguda de tensió.

D'altra banda, si els dispositius de seguretat s'enfonsen molt, pot ser perquè el subministrament de tensió és incorrecte i hi passa massa corrent.

Per comprovar el rendiment amb precisió, cal saber com funcionen aquests paràmetres elèctrics en comptes de mirar-los per separat.

Com a base del rendiment, fonaments elèctrics
El rendiment d'un escalfador d'immersió de PTFE es basa principalment en com funcionen conjuntament la tensió nominal, la potència i el consum de corrent. La potència us indica quanta calor es produeix, la tensió us indica la velocitat amb què es mou i el corrent us indica quanta electricitat flueix. L'equació de potència i la llei d'Ohm connecten aquests nombres de manera matemàtica.

Els canvis en la tensió d'alimentació, les circumstàncies del cablejat o la resistència de l'element tenen un impacte directe en la capacitat de calefacció. Els escalfadors funcionen al màxim quan s'instal·len correctament i es revisen periòdicament si hi ha problemes elèctrics.

Ara que entenem els conceptes bàsics de l'electricitat, podem centrar-nos en com aquestes regles ens ajuden a triar la potència i la tensió nominal de l'escalfador adequats per a diferents aplicacions de procés i circumstàncies operatives.