カートリッジヒーターの電力を計算するにはどうすればよいですか?これらの主要な数字を覚えておいてください

エンジニアは、機器用のヒーターの選択などの新しいプロジェクトを開始するときに、どのくらいの電力が必要かを把握するのに苦労することがよくあります。電力が足りないと加熱が遅くなり、効率が低下します。電力を使いすぎるとエネルギーを消費し、機器が故障する可能性があります。必要な電力量を把握するのはそれほど難しくありません。いくつかの重要な点を知っていれば、適切な見積もりを立てることができます。

電力を計算するための基本式は、電力=の比熱容量 x 質量 x 温度上昇を加熱時間と効率係数で割ったものです。少し複雑に聞こえるかもしれませんが、実際の使用はより簡単になります。金型を加熱するための経験則は、接触面 1 平方メートルあたり 5 ～ 15 キロワットの電力を金型に供給することです。油や水などの液体を加熱するには、通常、立方メートルあたり 2 ～ 4 キロワットで十分です。空気加熱に必要な電力は最も少なく、通常は 1 立方メートルあたり 0.5 ～ 1.5 キロワットです。これらの経験則は、一般的な材料の比熱容量と産業機器の通常の熱損失の推定値に基づいています。


金型の加熱によく使用される直角リード カートリッジ ヒーターの場合、表面荷重は重要な尺度です。{0}加熱ゾーンの表面負荷は、1 平方センチメートルあたりの電力量です。ほとんどの金型では、1 平方センチメートルあたり 5 ～ 10 ワットの表面負荷が安全です。この目的のために特別に作られた高出力モデルは 1 平方センチメートルあたり 18 ワットを超える可能性がありますが、これにより、その製造に使用される材料と技術に多大な負荷がかかります。ヒーターが早期に故障する最も一般的な理由の 1 つは、表面負荷が用途に対して高すぎる場合です。

カートリッジ ヒーターの完全なガイドと技術的概要.jpg

例えば、加熱すると幅10mm、長さ100mmのカートリッジヒーターです。加熱面の面積は約 31.4 平方センチメートルです。ゴールの表面負荷が 1 平方センチメートルあたり 8 ワットである場合、定格電力は約 250 ワットになります。金型に 2000 ワットが必要な場合、これらのヒーターが 8 つ必要になります。ヒーター間のスペースも重要です。ヒーター径の2.5～4倍程度が目安です。それらを近づけすぎると、それらの間で干渉が発生し、局所的な過熱やより早い絶縁破壊につながる可能性があります。離しすぎると冷たい部分ができ、金型の温度が不均一になり、製品の品質が変動する可能性があります。

適切な電圧を選択することも同様に重要です。. 220 ボルトと 380 ボルトが一般的な 2 つの選択肢です。低電圧は低電力用途に適しており、高電圧は電流とライン損失を削減します。-ただし、ヒーターの抵抗は常に同じであるため、電圧を変えることはできません。電力は電圧の二乗で上がります。 220V ヒーターを 380V 電源に接続すると、設計よりもはるかに多くの電力が必要となり、急速に故障します。以前、お客様が 220V のヒーターを 380V に接続したため、数分で切れてしまったことがありました。ヒーターを入れる前に、供給電圧がヒーターの定格電圧と同じであることを必ず確認してください。

ヒーターを選ぶときは安全性を考慮してください。実際の電力需要は、周囲温度、熱の逃がしやすさ、およびデューティ サイクルによって異なります。常時稼働する機器は、短時間しか稼働しない機器よりも多くの電力を必要とします。高温で使用するヒーターは、常温で使用するヒーターに比べてパワーを弱める必要があります。よくわからない場合は、製造元に動作条件を伝えると、技術担当者が計算を確認できるようになります。また、アプリケーションに閉ループ温度制御用の内蔵熱電対が必要かどうかも検討してください。-{6}}これにより、温度がより安定し、エネルギーを大幅に節約できます。ヒーターを長持ちさせ、適切に動作させるためには、適切な定格電力を選択することが最も重要です。