Home
Assistenza
Lavoro
Equazioni
Glossario
Guide e tutorial
Dati di riferimento
Metodo generale per la determinazione dei requisiti di riscaldamento
La maggior parte dei problemi di riscaldamento elettrico possono essere facilmente risolti determinando il calore necessario all'applicazione. Per fare questo, i requisiti di calore devono essere convertiti in potenza elettrica, e di conseguenza deve essere scelto il riscaldatore più pratico per l'applicazione. Che il problema sia il riscaldamento di solidi, liquidi o gas, il metodo o l'approccio alla determinazione dei requisiti di potenza è il medesimo.

Tutti i problemi di riscaldamento passano per le seguenti fasi per arrivare alla soluzione:

  1. Definizione del problema di riscaldamento
  2. Calcolo dei requisiti di potenza
  3. Revisione dei fattori dell'applicazione del sistema
    • Temperatura di esercizio
    • Efficienza di esercizio
    • Densità di potenza sicure / ammissibili
    • Considerazioni meccaniche
    • Fattori relativi all'ambiente operativo
    • Requisiti di durata del riscaldatore
    • Considerazioni sui cavi elettrici
    • Fattore di sicurezza

  4. Selezione del riscaldatore
    • Tipo
    • Dimensioni
    • Quantity

  5. Selezione del sistema di controllo
    • Tipo e posizione dei sensori di temperatura
    • Tipo di controllore di temperatura
    • Tipo di controllore di potenza

Top
Definizione del problema
Il problema di riscaldamento deve essere definito con chiarezza, ponendo attenzione e cautela nella definizione dei parametri d'esercizio. Si prenda in considerazione quanto segue:
  • Temperature minime iniziali e finali previste
  • Massimo flusso di materiale/i da riscaldare
  • Tempo richiesto per il primo riscaldamento e tempi dei cicli di processo
  • Peso e dimensione sia del/dei materiale/i da riscaldare che del/dei recipiente/i
  • Effetti dell'isolamento e relative proprietà termiche
  • Requisiti elettrici -- tensione
  • Metodi e posizione/i per il rilevamento di temperatura
  • Tipo di controllore di temperatura
  • Tipo di controllore di potenza
  • Limitazioni elettriche
Siccome il sistema termico che viene costruito può non tenere conto di tutti i requisiti termici possibili o imprevisti, è bene non dimenticare un fattore di sicurezza. Il fattore di sicurezza aumenta la capacità del riscaldatore al di sopra dei requisiti calcolati.

Calcolo dell'energia termica necessaria
Nell'eseguire i propri calcoli, fare riferimento alle schermate relative ai dati di riferimento per i valori dei materiali cui si riferiscono queste equazioni.

L'energia termica totale (kWh o Btu) richiesta per soddisfare le necessità del sistema sarà pari al maggiore dei due valori qui sotto riportati.

  1. Calore necessario per l'avvio.
  2. Calore necessario per mantenere la temperatura desiderata.
La potenza necessaria (in kW) sarà pari al valore di energia termica (in kWh) divisa per il tempo di avvio o di ciclo di lavoro. Il valore di potenza in kW del riscaldatore sarà pari al maggiore di questi due valori più il fattore di sicurezza.

Il calcolo dei requisiti di avvio e di esercizio consta di diverse parti distinte che è meglio gestire separatamente. Tuttavia è possibile usare un metodo breve per avere una rapida stima dei requisiti di energia termica.

Top
Metodo breve
Potenza di avvio in watt = A + C + 2/3L + Fattore di sicurezza
Potenza di lavoro = B + D + L + Fattore di sicurezza

Fattore di sicurezza normalmente tra il 10% e il 35% a seconda dell’applicazione.

A = Potenza in watt necessaria per alzare la temperatura del materiale e dell'attrezzatura fino al punto di esercizio, entro il tempo desiderato.
B = Potenza in watt necessaria ad alzare la temperatura del materiale durante il ciclo di lavoro.

Equazione per A e B (Potenza assorbita - innalzamento di temperatura)

C = Potenza in watt necessaria a far evaporare o fondere il materiale durante l'avvio.
D = Potenza in watt necessaria a far evaporare o fondere il materiale durante il ciclo di lavoro.

Equazione per C e D (Potenza assorbita - fusione o evaporazione)

  Peso del materiale (lb) • calore latente di fusione o evaporazione (Btu/lb)

Tempo di avvio o di ciclo (ore) • 3,412
L = L= Potenza in watt persa attraverso le superfici tramite:
 
  • Conduzione --- usare la seguente equazione
  • Radiazione --- usare le curve di dispersione termica
  • Convezione --- usare le curve di dispersione termica Equazione per L (potenza dispersa in conduzione)
    Equation for L

  • Per avere equazioni più dettagliate per la risoluzione dei problemi di valutazione della potenza, , si veda equazioni di potenza alla voce equazioni.

    See Vedi Grafici e fattori di dispersione termica nei riferimenti.

    Top
    Calcolo del fattore di sicurezza
    È sempre consigliabile includere un fattore sicurezza di diversa entità per far fronte a condizioni sconosciute o inaspettate. L'entità del fattore di sicurezza dipende dalla precisione nel calcolo della potenza. I riscaldatori devono essere sempre di formato superiore rispetto al valore calcolato. Un fattore del 10% è adeguato per piccoli sistemi con calcoli precisi; una potenza aggiuntiva del 20% è più comune. Fattori di sicurezza del 20% o del 35% non sono rari, e sono cifre adatte per grandi sistemi, come quelli che contengono portelli che possono aprirsi o applicazioni estese di calore radiante. Un altro dato che è bene calcolare in anticipo è il tempo per cui questo il sistema funzionerà senza guasti, perciò è bene esaminare la durata del riscaldatore necessaria. E siccome l'elettricità costa, è bene tenere in conto anche i fattori di efficienza in modo che i costi di esercizio del sistema siano i più bassi possibili.

    Tenendo a mente queste considerazioni, una revisione generale assicurerà di avere effettivamente a disposizione le informazioni determinanti per decidere una soluzione particolare per il proprio problema di riscaldamento. Alcune delle informazioni di supporto possono non essere immediatamente accessibili o ricavabili. Può essere necessario consultare le tabelle e i grafici di riferimento nella sezione dei dati di riferimento, o fare riferimento ad un libro che contenga i parametri specifici necessari alla definizione del problema. Nel caso minimo, saranno necessarie le proprietà termiche sia del/dei materiale/i da lavorare o riscaldare che del/dei recipiente/i di contenimento.

    La determinazione del fattore di sicurezza richiede l'impiego di un minimo di intuizione. L'elenco di influenze possibili può essere notevole. Dai cambiamenti nella temperatura ambiente di esercizio, dovuti ai cambi di stagione, al cambiamento del materiale o della temperatura del materiale in lavorazione, tutti i fattori influenti devono essere esaminati.

    In generale, più piccolo è il sistema, meno variabili e meno influenze esterne ci sono -- minore è il fattore di sicurezza. Viceversa, più grande è il sistema, più ingenti sono le variabili e le influenze esterne -- maggiore è il fattore di sicurezza.

    Ecco alcune direttive generali:

    • Fattore di sicurezza del 10% per piccoli sistemi con requisiti di potenza calcolati con precisione.
    • Fattore di sicurezza del 20% come valore medio
    • Da 20% a 35% per i sistemi più grandi
    Il fattore di sicurezza deve essere più alto per sistemi di produzione che contengano cicli macchina che presentano notevoli dissipazioni di calore, p.es.: apertura dei portelli di una fornace, introduzione di nuovi lotti di materiale di temperatura variabile, applicazioni radianti di grandi dimensioni, eccetera.
    Top

     
    Home  |  Prodotti  |  Mercati  |  Riferimenti  |  Documentazione  |  News  |  Contattaci  |  Su Watlow  |  Termini e condizioni  |  Lavoro  |  Mappa del sito  | 
    Watlow Italy Srl:    Viale Italia, 52/54 20094 Corsico Ml    Tel: ++39 024588841    Fax: ++39 0245869954    P.IVA 08092320152   
    ©2004 Watlow Electric Manufacturing Company     Sitemap     Terms and Conditions     Privacy Statement     e-mail: italyinfo@watlow.com