Un o'r cwestiynau mwyaf cyffredin gan beirianwyr sy'n newydd i wresogi aer yw: faint o bŵer y gallaf ei roi mewn gwresogydd cetris? Nid yw'r ateb byth yn rhif syml. Mae'n dibynnu ar lif aer, tymheredd gweithredu, a bywyd derbyniol. Ond yn seiliedig ar ddegawdau o brofiad maes, mae ystod dwysedd pŵer o 5 i 7 W / cm² yn dod i'r amlwg fel canllaw dibynadwy ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau gwresogi aer. Nid yw'r ystod hon yn fympwyol; mae'n ganlyniad i brofion di-ri, gosodiadau byd go iawn, a'r angen i gydbwyso tri ffactor hollbwysig: effeithlonrwydd trosglwyddo gwres, gwydnwch gwresogyddion, a chost-effeithiolrwydd-elfennau sy'n aml yn tynnu i gyfeiriadau gwahanol os na chânt eu graddnodi'n ofalus.
Pam yr ystod hon? Ar 5 W / cm², mae gwresogydd cetris mewn aer sy'n symud fel arfer yn gweithredu gyda thymheredd gwain 100 gradd i 150 gradd yn uwch na thymheredd yr aer. Mae'r gwahaniaeth hwn yn gyrru'r trosglwyddiad gwres yn effeithlon, gan sicrhau bod mwyafrif y gwres a gynhyrchir yn cael ei drosglwyddo i'r aer yn hytrach na chael ei ddal yn y gwresogydd ei hun, a fyddai'n gwastraffu ynni ac yn byrhau'r oes. Ar 7 W/cm², mae'r gwahaniaeth yn ehangu i tua 180 gradd i 220 gradd, gan ddarparu mwy o wres fesul ardal uned a chyflymu'r codiad tymheredd aer-yn ddelfrydol ar gyfer cymwysiadau sydd angen gwresogi cyflym, megis sychwyr diwydiannol neu systemau hwb HVAC. Fodd bynnag, mae'r gwahaniaeth uwch hwn hefyd yn rhoi mwy o straen ar ddeunyddiau'r gwresogydd, gan gynyddu traul ar y wain a'r elfen wresogi fewnol. O dan 5 W/cm², mae'r gwresogydd yn rhedeg yn oerach (gyda gwain{12}}gwahaniaeth aer o lai na 100 gradd) a gall bara 20% i 30% yn hirach, ond efallai y bydd angen arwynebedd arwyneb mwy wedi'i gynhesu i gyflawni'r cyfanswm watedd gofynnol, gan arwain at wresogyddion mwy swmpus, costau deunydd uwch, a chyfyngiadau gofod posibl mewn systemau cryno. Yn uwch na 7 W/cm², y risg o orboethi awyr: gall tymereddau gwain fod yn uwch na 450 gradd hyd yn oed mewn llif aer cymedrol, gan ysgogi ocsidiad cyflym o wain dur gwrthstaen, diraddio inswleiddio mewnol, ac yn y pen draw, llosgydd gwresogydd-yn aml o fewn wythnosau o weithredu parhaus, yn hytrach na blynyddoedd.
Mae'r cyfrifiad ei hun yn syml: rhannwch watedd y gwresogydd ag arwynebedd yr adran wedi'i gynhesu. Ar gyfer gwresogydd cetris â diamedr o 10mm a hyd wedi'i gynhesu 200mm, mae'r arwynebedd (a gyfrifir fel π × diamedr × hyd) tua 62.8 cm². Ar 400 wat, mae'r dwysedd pŵer tua 6.4 W / cm²-yn union yn y man melys, gan sicrhau trosglwyddiad gwres effeithlon a bywyd hir. Ar 600 wat, mae'n neidio i 9.6 W / cm², sy'n beryglus ar gyfer y mwyafrif o gymwysiadau aer: hyd yn oed gyda llif aer da, gallai tymheredd y wain fod yn fwy na 500 gradd, gan arwain at fethiant cynamserol. Y cyfrifiad syml hwn yw sylfaen dewis gwresogydd, ond mae'n rhaid ei baru ag amodau'r byd go iawn er mwyn osgoi camgyfrifiadau-er enghraifft, gall anwybyddu rhannau o'r gwresogydd heb eu gwresogi (fel gwifrau plwm neu fracedi mowntio) wrth gyfrifo arwynebedd arwyneb arwain at oramcangyfrif dwysedd pŵer a dewis gwresogydd rhy fach.
Ond nid dwysedd pŵer yw'r unig ffactor. Mae cyflymder aer yn bwysig iawn, gan ei fod yn effeithio'n uniongyrchol ar ba mor effeithiol y mae gwres yn cael ei dynnu o wain y gwresogydd. Gall gwresogydd cetris mewn llif aer 10 m/s drin dwyseddau pŵer hyd at 8 W/cm² yn ddiogel, gan fod yr aer cyflymder uchel yn cario gwres i ffwrdd yn barhaus, gan gadw'r tymheredd gwain dan reolaeth. Mewn cyferbyniad, gall gwresogydd mewn aer llonydd (0.5 m/s neu lai) ei chael yn anodd hyd yn oed ar 4 W/cm², gan fod aer llonydd yn gweithredu fel ynysydd, gan ddal gwres a gwthio tymereddau gwain i diriogaeth beryglus. Dyma pam mae gwresogyddion cetris finned mor effeithiol wrth wresogi aer: mae'r esgyll yn cynyddu'r arwynebedd arwyneb effeithiol 3 i 5 gwaith, gan ostwng y dwysedd pŵer i bob pwrpas heb aberthu cyfanswm y watedd. Er enghraifft, byddai gan wresogydd 400-wat ag esgyll sy'n dyblu ei arwynebedd, ddwysedd pŵer o 3.2 W/cm², ond byddai ei gapasiti trosglwyddo gwres yn cyfateb i wresogydd heb esgyll ar 6.4 W/cm² - gan gyfuno manteision straen isel ac effeithlonrwydd uchel.
Ystyriaeth arall yw'r cynnydd tymheredd sydd ei angen. Os oes angen i'r aer fynd o 20 gradd i 200 gradd (cynnydd o 180 gradd), bydd y gwresogydd cetris yn rhedeg yn llawer poethach na phe bai'r codiad yn ddim ond i 100 gradd (cynnydd o 80 gradd). Rhaid i'r tymheredd gwain absoliwt, nid y gwahaniaeth yn unig, aros o fewn terfynau materol. Ar gyfer gwainiau dur di-staen safonol (304 neu 316), mae gweithrediad parhaus uwchlaw 400 gradd i 450 gradd yn cyflymu ocsidiad, teneuo'r wain dros amser a chynyddu'r risg o gylchedau byr. Ar gyfer codiadau tymheredd aer uwch (yn fwy na 250 gradd), mae angen aloion fel Incoloy 800 neu 840, oherwydd gallant wrthsefyll tymereddau gwain hyd at 600 gradd heb ddirywiad sylweddol-er bod aros o fewn 5-7 W/cm² o fewn yr aloion hyn yn parhau i fod yn hollbwysig er mwyn osgoi straen thermol gormodol.
Yn ôl data maes o gannoedd o osodiadau gwresogi aer-yn amrywio o ffyrnau labordy bach i-ffwrneisi diwydiannol ar raddfa fawr-sy'n aros o fewn yr ystod 5 i 7 W/cm² sy'n darparu'r cydbwysedd gorau o ran perfformiad a bywyd. Mae'n darparu digon o wres ar gyfer y rhan fwyaf o brosesau (gan gynnwys sychu, halltu, a gwresogi gofod) tra'n cadw tymereddau gwain o fewn terfynau diogel ar gyfer deunyddiau safonol. Mae'n caniatáu ar gyfer meintiau gwresogydd rhesymol heb fod angen arwynebedd gormodol, gan gadw costau system i lawr. Ac mae'n darparu ymyl diogelwch ar gyfer amrywiadau mewn llif aer (fel rhwystrau dros dro mewn gwaith dwythell) ac amrywiadau foltedd (cyffredin mewn lleoliadau diwydiannol), a all gynyddu dwysedd pŵer dros dro 10% i 15%.
Yn ymarferol, mae pob cais yn unigryw. Gall gwresogydd cetris mewn llinell sychu paent cyflymder uchel, lle mae aer yn llifo ar 8-12 m/s a gwres yn cael ei wasgaru'n gyflym, wthio tuag at ben uchaf yr ystod (6-7 W/cm²) i wneud y mwyaf o fewnbwn. Dylai un mewn popty anelio statig, lle mae symudiad aer yn fach iawn a'r gwresogydd yn gweithredu'n barhaus am oriau, aros ar y pen isaf (5-6 W / cm²) i flaenoriaethu hirhoedledd. Yr allwedd yw cyfrifo dwysedd pŵer yn onest, mesur llif aer yn gywir (gan ddefnyddio anemomedrau i osgoi dyfalu), a dewis deunyddiau sy'n cyd-fynd â'r tymheredd gwain disgwyliedig. Mae canllawiau proffesiynol yn sicrhau bod y gwresogydd cetris wedi'i optimeiddio ar gyfer yr amodau penodol, gan ddarparu perfformiad dibynadwy flwyddyn ar ôl blwyddyn - gan osgoi'r amser segur costus a'r ailosodiadau a ddaw yn sgil anwybyddu'r canllaw critigol hwn.
