ELEKTRIČNO USMERENO GREJANJE

Zagrevanje cevovoda koji transportuju materijale ili fluide, izvodi se da bi se ti materijali ili fluidi zagrejali i održavali na nekoj potrebnoj procesnoj temperaturi ili da bi se omogućio njihov transport promenom viskoziteta.

Neki materijali koji se koriste u proizvodnim procesima (voskovi, smole, bitumen, konditorske smese...) su na normalnoj temperaturi okoline u čvrstom agregatnom stanju, a radi pretakanja u rezervoare, transport kroz cevi ili procesnu obradu potrebno je da se zagrevanjem prevedu u tečno stanje. Takođe, jedan broj materijala i proizvoda su na niskim temperaturama gusti (mazut, sirova nafta...), a zagrejani se efikasno tansportuju kroz cevovod.

Vodovodne cevi i oprema za crpljenje, transport i korišćenje vode često se oštećuju zbog smrzavanja vode, a pratećim zagrevanjem i održavanjem temperature vode iznad tačke smrzavanja taj problem se bezbedno otklanja.

U proizvodnim procesima mnogi fluidi koji se prenose crevima sa pratećom opremom zahtevaju česte promene radne temperature ili sprečavanje zbog promene temperature, prelaze u drugo agregatno stanje. Pratećim zagrevanjem i kontrolom temperature u uskim i za taj fluid kritičnim granicama uspešno se održavaju zahtevani proizvodni režimi.

Obrada i rukovanje mnogim vrstama proizvoda u praksi veoma se teško može obavljati zagrevanjem parom kao nosiocem toplote. Procesnu temperaturu često je potrebno održavati vrlo preciozno prema zadatim vrednostima, a u nekim slučajevima temperatura koju je potrebno održavati isuviše je niska da bi se za njeno održavanje koristila para (ispod 100°C).

POTREBNI PODACI ZA PRORAČUN PRATEĆEG ZAGREVANJA

Da bi se ispravno odabrala odgovarajuća oprema (tip grejnog kable, termoregulatori,
prateći pribor,toplotna izolacija,...) za prateći grejni sistem, potrebno je unapred obezbediti sledeće pod atke i uvaziti ih u proračunu:

1. Dimenzija cevi, duzina i debljina zida, oblik cevi itd.
- Koristi se da bi se utvrdio toplotni gubitak zapremine proizvoda u njoj, da bi se odredio unutrašnji prečnik toplotne izolacije i ukupna dužina grejne instalacije.

2. Vrsta materijafa od kojeg je cev izradena (čelik, afuminijum, baker, plastika...)
- Koristise da bi se utvrdilodozvoljeno toplotno opterećenje u W po duznom metru grejnog kabla, maksimalne temperature opterecenog grejnog kabla (npr. kod plastične cevi da ne dođe do deformacije usled previsoke temperature na cevi).

3. Vrsta i debljina toplotne izofacije koja se ugrađuje
- Koristise da bi se proračunao toplotni gubitak po dužnom metru cevi

4. Broj i vrsta ventila na cevovodu
- Koriste se da bi se utvrdio način pologanja grejnog kabla i povećanje dužine grejnog kabla zbog oblika i vrste ventila.

5. Mesto gde je smešten cevovod, da li je otvoren ili zatvoren prostor, pod zemljom i da li je u ,,S" zoni.
- Koristi se da bi se odredila vrsta mehaničke zaštite toplotne izolacije,a za "S" zonu izvedba električnih spojnih mesta za tu primenu.

6. Procesna temperatura koju treba odrzavati
- Koristi se u proračunu grejnog sistema.

7.Minimalna temperatura okoline
- Koristise u proračunu grejnog sistema.

8. Raspolozivi električni napon mreže
- Koristi se da bi se odabrao odgovarajući napon grejača koji može da bude od 12 do 400 V, jednosmernog i naizmenienog napona.

9. Maksimalna temperatura na koju se proizvod može zagrevati.
- Koristise u proračunu grejnog sistema.

10. Specifičnu težinu, toplotu i tačku topljenja
- Koristise u proračunu grejnog sistema.

11. Podaci o kretanju materijala ili proizvoda
- Koristise da se utvrdi koji delovi cevoveda mogu kombinovati za usmeravanje toplote pod kontrolom jednog termostata.

PRORAČUN USMERENOG (PRATEĆEG) GREJNOG SISTEMA

Kada su poznati napred navedeni podaci maze se pristupiti dimenzionisanju grejnog sistema.
Prvi korak je utvrđivanje potrebne količine toplote za usmereni grejni.sistem. Ukupna potrebna količina toplote za prateće grejanje :

QUk= QI Qm 6W , gde je:

Qi  - toplotni gubitak kroz toplotnu izolaciju
Qm =.potrebna toplata za zagrevanje medija koji se zagreva

Toplotni gubitak kroz toplotnu izolaciju za 1 m dužine cevi, uprošćeno se proračunava iz:

Qi = q * Δt [W/m] gde je :
q = toplotni gubitak u W / mK
Δt = razlika temperature na površini cevi i okolnog prostora u K
q = 2 * pi * λ / Ln Ds*Du
λ = koeficijent toplotne provodljivosti toplotne izolacije u W / mK
ds = spoljasnji preenik izolacije
du = unutrasnji preenik izolacije
(ujedno i spoljašnji prečnik cevi)

Potrebna toplota za zagrevanje medija dobije se iz:
Qm = m x C x Δt [W] gde je :

m = mesa medija (proizvoda, materijala)
c = specifična toplota medija u kJ / kgK
Δt = razlika temperatura na površini cevi i okolnog prostora u K
Kada se proračuna ukupna potrebna toplota Qu K u W, a uvažavajući parametre
iz napred pribavljenih podataka, određuje se vrsta elektrienog grejnog kabla prema tehničkim podacima o grejnim kablovima.

Dijagram za određivanje približnih gubitaka toplote kroz toplotnu izolaciju prikazan je na slici. Grejni kablovi polažu se čvrsto uz zagrevanu cev podužno ili omatanjem (zavisno od potrebnne toplote).

Na cev se pričvršćuju kablovskim PVC vezicama za radne temperature do 70 °C, a preko te temperature metalnim.vezicama ili vezicama od odgovarajućeg materijala za te temperature.

Regulaciju prosečne ili adne temperature potrebno je izvoditi preko termoregulatora sa nalegajucim temperaturnim senzorom na cev ill putem daljinske merne termosonde.

NAPOMENA: Obavezno proveriti maksimalnu temperaturu odabranog grejnog kabla iz tabela. Maksimalna temperatura koju grejni kabl trajno izdržava mora biti veća od temperature koju razvija neki drugi toplotni izvor (npr. parni vod i sl.)