Určenie správneho menovitého výkonu elektrického vykurovacieho systému vyžaduje viac než len hádanie na základe predchádzajúcich inštalácií. Poddimenzovanie vedie k neadekvátnym časom zahrievania-a neschopnosti udržať nastavenú hodnotu počas špičkového zaťaženia. Predimenzovanie plytvá kapitálom, vytvára výzvy v oblasti kontroly a potenciálne vystavuje procesné materiály škodlivým teplotám. Systematické metódy výpočtu zabezpečujú vhodné špecifikácie, ktoré zodpovedajú skutočným požiadavkám procesu.
Základný výpočet potreby energie začína vlastnosťami materiálu a procesnými parametrami. Určte hmotnosť ohrievaného materiálu, jeho špecifickú tepelnú kapacitu a požadovaný nárast teploty. Vynásobením týchto hodnôt získate celkovú energiu potrebnú v kilojouloch. Vydeľte požadovaným-časom zahrievania v sekundách, aby ste získali minimálnu spotrebu energie v kilowattoch. Toto poskytuje teoretický základ pred započítaním strát v reálnych{5}}svetoch.
Tepelné straty výrazne komplikujú výpočet. Steny nádrže, potrubia a exponované povrchy vyžarujú a odvádzajú teplo do okolitého prostredia. Kvalita izolácie, okolitá teplota a pohyb vzduchu ovplyvňujú tieto straty. V prípade neizolovaných kovových nádrží v typickom priemyselnom prostredí pridajte 20-30 % k teoretickej požiadavke na výkon. Dobre izolované systémy môžu vyžadovať iba 10-15% dodatočnú kapacitu. Vonkajšie inštalácie alebo extrémne teplotné rozdiely si vyžadujú ešte väčšie rezervy.
Pri výbere delenej elektrickej vykurovacej trubice s jednou hlavou typu D- sa musí brať do úvahy celková potreba energie aj distribúcia v dostupnom priestore. V aplikáciách vyhrievania foriem poskytuje viacero kaziet rovnomerne rozmiestnených po celej hmote formy lepšiu rovnomernosť teploty než niekoľko vysoko{2}}výkonných prvkov sústredených na konkrétnych miestach. Vypočítajte dostupné polohy vŕtania, určte možnú dĺžku ohrevu v každom mieste a vyberte výkony, ktoré primerane rozdeľujú výkon.
Overenie hustoty wattu nasleduje po výpočte výkonu. Vydeľte príkon vybraného prvku jeho povrchom, aby ste zabezpečili, že výsledná hustota bude v rámci bezpečných limitov pre danú aplikáciu. Ohrev vody toleruje 6-8 W/cm², oleje vyžadujú 2-3 W/cm² alebo menej a ohrev vzduchu vyžaduje hustotu pod 4 W/cm². Prekročenie týchto limitov zaručuje skrátenú životnosť prvku bez ohľadu na celkovú primeranosť výkonu.
Dostupnosť napätia ovplyvňuje výkon aj dizajn prvku. Medzi štandardné priemyselné napätia patria trojfázové konfigurácie 220 V, 380 V a 480 V. Vyššie napätie umožňuje vyšší výkon pri rovnakom prúde, čím sa znižujú požiadavky na dimenzovanie vodičov. Konštrukcia prvku však musí zodpovedať dostupnému napätiu s hodnotami odporu vypočítanými na vytvorenie požadovaného výkonu pri špecifikovanom napájacom napätí.
Stratégia riadenia ovplyvňuje požiadavky na efektívny výkon. Zapnutie-vypnuté ovládacie prvky cyklujú prvky na plný výkon, čím vytvárajú tepelné namáhanie a prekročenie teploty. Polovodičové-relé alebo regulátory výkonu SCR umožňujú proporcionálne riadenie, modulujúci výstupný výkon tak, aby presne zodpovedal dopytu. To znižuje požadované výkonové rezervy a predlžuje životnosť prvku minimalizovaním tepelných cyklov.
Pri zložitých systémoch s viacerými vykurovacími zónami logika sekvenčného spúšťania zabraňuje súčasným spúšťacím prúdom, ktoré spúšťajú ochranné zariadenia. Striedavá aktivácia prvku o niekoľko sekúnd rozdelí elektrickú záťaž, pričom sa stále dosahuje primerané celkové-doby zahrievania. Procesné vykurovanie predstavuje značnú spotrebu energie a systematická optimalizácia účinnosti spaľovania, prenosu tepla a riadiacich systémov môže priniesť značné prevádzkové úspory.
