बड़े रासायनिक टैंकों को आवश्यक प्रक्रिया तापमान तक पहुंचने के लिए अक्सर एक साथ काम करने वाली कई हीटिंग प्लेटों की आवश्यकता होती है। इस स्थिति में, कुल वाट क्षमता डिज़ाइन का केवल एक हिस्सा है। उस शक्ति को कैसे वितरित किया जाता हैहीटिंग प्लेटेंतापमान की एकरूपता, सतह के तापमान, विद्युत लोडिंग और नियंत्रण स्थिरता को सीधे प्रभावित कर सकता है।
एक अच्छी तरह से वितरित हीटिंग प्रणाली अक्सर समान कुल शक्ति को कम उच्च {{1} आउटपुट हीटरों में केंद्रित करने की तुलना में बेहतर परिणाम प्राप्त कर सकती है।
कुल शक्ति ही पूरी कहानी नहीं है
मान लीजिए कि एक रासायनिक टैंक को 12 किलोवाट ताप क्षमता की आवश्यकता है।
कई संभावित कॉन्फ़िगरेशन हैं:
एक 12 किलोवाट हीटिंग प्लेट
तीन 4 किलोवाट हीटिंग प्लेटें
छह 2 किलोवाट हीटिंग प्लेटें
सभी तीन व्यवस्थाएँ समान सैद्धांतिक कुल आउटपुट प्रदान करती हैं।
हालाँकि, उनका थर्मल वितरण बहुत भिन्न हो सकता है।
कई छोटे ताप क्षेत्र एक बड़े टैंक क्षेत्र में गर्मी फैला सकते हैं और लंबी दूरी के तरल परिसंचरण पर निर्भरता को कम कर सकते हैं।
वितरित बिजली स्थानीय ताप लोडिंग को कम कर सकती है
औसत ताप प्रवाह की गणना इस प्रकार की जाती है:
q = P / A
यदि 12 किलोवाट को एक 0.30 वर्ग मीटर सक्रिय क्षेत्र में केंद्रित किया जाता है, तो औसत ताप प्रवाह 40 किलोवाट/वर्ग मीटर होता है।
यदि समान 12 किलोवाट को 0.60 वर्ग मीटर के संयुक्त सक्रिय क्षेत्र के साथ तीन प्लेटों में वितरित किया जाता है, तो औसत ताप प्रवाह लगभग 20 किलोवाट/वर्ग मीटर तक गिर जाता है।
यह समान कुल ताप क्षमता को बनाए रखते हुए अधिक थर्मल मार्जिन प्रदान कर सकता है।
| विन्यास | कुल शक्ति | वितरण | मुख्य विशेषता |
|---|---|---|---|
| 1 × 12 किलोवाट | 12 किलोवाट | सांद्र | सरल लेकिन स्थानीयकृत |
| 3×4 किलोवाट | 12 किलोवाट | मध्यम | बेहतर थर्मल वितरण |
| 6×2 किलोवाट | 12 किलोवाट | चौड़ा | लचीला क्षेत्र नियंत्रण |
वास्तविक परिणाम टैंक ज्यामिति और परिसंचरण पर निर्भर करता है।
पीटीएफई हीटिंग प्लेटें संतुलित शक्ति से लाभान्वित होती हैं
पीटीएफई हीटिंग प्लेट्स का उपयोग आमतौर पर उनके रासायनिक प्रतिरोध और विद्युत इन्सुलेशन के कारण रासायनिक टैंकों में किया जाता है।
क्योंकि पीटीएफई में अपेक्षाकृत कम तापीय चालकता है, अत्यधिक शक्ति एकाग्रता आंतरिक हीटिंग तत्व और तरल के बीच तापमान अंतर को बढ़ा सकती है।
कुल भार को कई हीटिंग प्लेटों के बीच विभाजित करने से प्रत्येक व्यक्तिगत इकाई द्वारा संभाली जाने वाली शक्ति कम हो सकती है।
इससे थर्मल प्रबंधन सरल हो सकता है।
एकाधिक क्षेत्र तापमान नियंत्रण में सुधार कर सकते हैं
स्वतंत्र ताप क्षेत्र नियंत्रक को स्थानीय तापमान स्थितियों पर प्रतिक्रिया करने की अनुमति देते हैं।
उदाहरण के लिए, एक लंबे टैंक में प्रवेश द्वार या अतिप्रवाह क्षेत्र के पास अधिक गर्मी का नुकसान हो सकता है।
वह क्षेत्र अतिरिक्त हीटिंग प्राप्त कर सकता है जबकि दूसरा क्षेत्र कम आउटपुट पर काम करता है।
यह एक तापमान माप से पूरे टैंक को नियंत्रित करने की तुलना में अधिक लचीला है।
उत्पादन लोडिंग से बिजली की आवश्यकताएं बदल जाती हैं
रासायनिक स्नान में प्रवेश करने वाले ठंडे वर्कपीस गर्मी को अवशोषित करते हैं।
यदि उत्पादन लोडिंग टैंक के एक छोर के पास केंद्रित है, तो उस क्षेत्र में अधिक तापमान गड़बड़ी का अनुभव हो सकता है।
वितरित हीटिंग थर्मल डिज़ाइन को इस उत्पादन पैटर्न को ध्यान में रखने की अनुमति देता है।
इसलिए हीटर लेआउट को खाली टैंक के बजाय वास्तविक परिचालन स्थितियों के अनुसार डिज़ाइन किया जाना चाहिए।
सर्कुलेशन यह निर्धारित करता है कि कितने वितरण की आवश्यकता है
मजबूत परिसंचरण पूरे टैंक में गर्मी को कुशलतापूर्वक पहुंचा सकता है।
इस मामले में, कम ताप क्षेत्र पर्याप्त हो सकते हैं।
कमजोर परिसंचरण से वितरित ताप का मूल्य बढ़ जाता है क्योंकि प्रत्येक क्षेत्र अपने नजदीकी ताप स्रोत पर अधिक निर्भर हो जाता है।
संबंध को संक्षेप में इस प्रकार प्रस्तुत किया जा सकता है:
बेहतर परिसंचरण → अधिक ऊष्मा परिवहन
खराब परिसंचरण → वितरित ताप इनपुट की अधिक आवश्यकता
विद्युत लोडिंग भी अधिक लचीली हो जाती है
एकाधिक हीटिंग प्लेटें कुल विद्युत भार को अलग-अलग सर्किटों में विभाजित कर सकती हैं।
उदाहरण के लिए, तीन 4 किलोवाट हीटर व्यक्तिगत सर्किट सुरक्षा और स्विचिंग की अनुमति देते हुए 12 किलोवाट का कुल भार प्रदान करते हैं।
यह रखरखाव को सरल बना सकता है क्योंकि एक हीटिंग ज़ोन को संभावित रूप से अलग किया जा सकता है जबकि शेष ज़ोन का संचालन जारी रहता है।
वास्तविक विद्युत व्यवस्था उपलब्ध आपूर्ति और लागू विद्युत आवश्यकताओं से मेल खानी चाहिए।
ज़ोन नियंत्रण ओवरशूट को कम कर सकता है
एक उच्च -शक्ति वाला हीटर बड़ी मात्रा में संग्रहित तापीय ऊर्जा प्रदान कर सकता है।
जब नियंत्रक इसे बंद कर देता है, तो हीटर तरल में गर्मी स्थानांतरित करना जारी रख सकता है।
छोटे ताप क्षेत्र बेहतर नियंत्रण प्रदान कर सकते हैं।
नियंत्रक छोटे वेतन वृद्धि में आउटपुट को समायोजित कर सकता है, जिससे महत्वपूर्ण तापमान ओवरशूट की संभावना कम हो जाती है।
बहुत सारे ताप क्षेत्रों की भी कमियां हैं
अधिक हीटिंग प्लेटों का मतलब है अधिक टर्मिनल, वायरिंग, स्विचिंग डिवाइस, सेंसर और संभावित विफलता बिंदु।
ज़ोन की संख्या बढ़ने पर प्रणाली अधिक जटिल हो जाती है।
इसलिए ऐसा कोई सार्वभौमिक नियम नहीं है कि अधिक हीटर हमेशा बेहतर होते हैं।
हीटिंग प्लेटों की संख्या टैंक आयाम, आवश्यक शक्ति, तापमान एकरूपता, परिसंचरण और नियंत्रण आवश्यकताओं पर आधारित होनी चाहिए।
हीटिंग प्लेट प्लेसमेंट को प्रक्रिया का पालन करना चाहिए
हीटिंग प्लेटों को ऐसी जगह पर रखा जाना चाहिए जहां गर्मी प्रभावी ढंग से तरल में प्रवेश कर सके।
सभी हीटरों को एक कोने में केंद्रित करने से बचें क्योंकि वह स्थान वायरिंग के लिए सुविधाजनक है।
इसी तरह, हीटरों को सीधे घने रैक के पीछे या स्थिर क्षेत्रों में रखने से बचें।
सबसे अच्छा लेआउट थर्मल कवरेज, तरल प्रवाह, उत्पादन पहुंच और रखरखाव आवश्यकताओं को संतुलित करता है।
तापमान सेंसर को हीटिंग ज़ोन से मेल खाना चाहिए
यदि टैंक में कई हीटिंग जोन हैं, तो सेंसर स्थानों को संबंधित प्रक्रिया क्षेत्रों का प्रतिनिधित्व करना चाहिए।
एक हीटर के बगल में स्थित एक सेंसर दूरस्थ क्षेत्र में तापमान का सटीक प्रतिनिधित्व नहीं कर सकता है।
जहां सख्त तापमान एकरूपता की आवश्यकता होती है, वहां एकाधिक सेंसर बेहतर जानकारी प्रदान कर सकते हैं।
व्यावहारिक विद्युत वितरण
बड़े रासायनिक टैंकों के लिए, कई उचित आकार की हीटिंग प्लेटों के बीच कुल हीटिंग क्षमता को वितरित करने से थर्मल एकरूपता, नियंत्रण लचीलेपन और रखरखाव पहुंच में सुधार हो सकता है।
सही कॉन्फ़िगरेशन टैंक की मात्रा, आवश्यक वाट क्षमता, सक्रिय हीटिंग क्षेत्र, परिसंचरण पैटर्न, उत्पादन लोडिंग, ऑपरेटिंग तापमान और उपलब्ध विद्युत आपूर्ति पर निर्भर करता है।
कस्टम हीटिंग प्लेट सिस्टम के लिए, कुल शक्ति को हीटिंग ज़ोन की संख्या और उनके भौतिक स्थानों के साथ निर्दिष्ट किया जाना चाहिए। उचित बिजली वितरण कुल स्थापित वाट क्षमता को बढ़ाए बिना अधिक स्थिर हीटिंग प्रदान कर सकता है।
