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Configuración del calentador de aire y consideraciones sobre el diseño del sistema

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Los sistemas de circuito cerrado diseñados para controlar los calentadores de aire deben configurarse para mantener la temperatura de la batería de calefacción dentro de su rango de seguridad.

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Necesita un componente calefactor de aire para su proceso. Ha calculado la potencia necesaria, conoce la temperatura de proceso requerida para la aplicación e identificado el calentador de aire TUTCO SureHeat. Todo parece un diseño de sistema de circuito cerrado bastante sencillo, hasta el día en que pone en marcha el sistema y la temperatura del proceso no es la que necesita. Lo primero que piensa es que el calentador no está funcionando lo suficientemente caliente, y sube el voltaje a "once" para compensar. Al intentar alcanzar la temperatura de proceso necesaria, el elemento calefactor falla de repente. ¿Qué ha ocurrido? ¿Qué le pasa al calentador? Mi controlador de temperatura sólo marcaba 700 °C, ¿por qué ha fallado? Oímos estas preguntas a menudo y la respuesta a veces puede ser tan sencilla como la colocación del termopar o la velocidad del proceso.

Para resolver el problema, es importante comprender a fondo la velocidad a la que pueden calentarse nuestros elementos TUTCO SureHeat Serpentine. La bobina del elemento Serpentine pasa corriente rápidamente y el resultado, al igual que una resistencia, es calor. El rápido tiempo de respuesta es una característica que mejora la velocidad de los procesos, pero si no se comprende y controla completamente, puede calentarse demasiado rápido y provocar un sobrecalentamiento. Los sistemas de bucle cerrado diseñados para controlar los calentadores de aire deben configurarse para mantener la temperatura de la bobina de calentamiento dentro de su rango de seguridad. La temperatura del proceso puede ser muy diferente de la temperatura real del elemento. Los componentes de control deben ser lo suficientemente rápidos para medir y realizar rápidamente los ajustes necesarios para regular la tensión del calentador. Los ajustes deben ser incrementales, rápidos y regulados. Los cambios incrementales moderados mantienen estable la temperatura de la resistencia. Si se ajusta correctamente, la temperatura del calentador debe permanecer dentro de +/-2 °F.

Si sólo utiliza un termopar (TC) en su sistema de circuito cerrado, su colocación debe estar a 1" de la salida del elemento calefactor en el flujo de aire. Los termopares expuestos de tipo K funcionan mejor. Son más rápidos y precisos. Si coloca el termopar más abajo en la línea de proceso, no reflejará con precisión la temperatura del elemento calefactor. Las pérdidas de temperatura a través de una sección de tubería metálica pueden ser muy importantes.

Constantemente vemos diseños de sistemas en los que no se tienen en cuenta consideraciones termodinámicas. Los materiales más fríos actúan como disipadores de calor a medida que el aire los atraviesa y absorben el calor. Con el paso del tiempo, y si se aísla correctamente, la temperatura del proceso aumentará a medida que aumente la temperatura de los materiales que lo rodean. El ejemplo más sencillo es una olla con agua al fuego. Si tiene hambre, querrá que hierva lo antes posible. El quemador se pone al máximo. En realidad, la olla se calienta con bastante rapidez, lo que hace que el agua hierva cuando alcanza la temperatura. Está lista bastante rápido pero el asa de la olla aunque se calienta, no está lo suficientemente caliente como para quemarte. Si te olvidas del agua hirviendo, con el tiempo, el asa se calentará más. Simplemente tarda más tiempo en alcanzar una temperatura que resulte incómoda o demasiado caliente al tacto.

Cosas a recordar para evitar el sobrecalentamiento
- el aire debe estar abierto y pasar por el calentador antes de aplicar la potencia
- los elementos calefactores son como resistencias de potencia
- la temperatura medida del proceso no es la temperatura del elemento
- mantenga el calentador lo más cerca posible del punto de proceso
- coloque el TC cerca del extremo de salida del calentador en el flujo de aire
- utilice una velocidad de rampa para ralentizar y controlar la temperatura de arranque del calentador
- deje tiempo para que se calienten los materiales que rodean el proceso
- aislar los materiales para mantener la temperatura y evitar que se enfríen rápidamente
- elegir componentes de control adecuados a las especificaciones del calentador
- regular la tensión del calentador mediante pequeños cambios incrementales

Si tiene preguntas concretas sobre la configuración, la elección de componentes o la instalación. Nuestros ingenieros de aplicaciones estarán encantados de ayudarle. Para más información, puede ponerse en contacto con nuestros ingenieros de aplicaciones.

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