Varmepatron

En varmepatron er en enhed, der oftest er rørformet, og som indføres i borede huller i metalblokke med henblik på opvarmning.

De vigtigste spørgsmål i forbindelse med valg af varmepatron er følgende:

    
• Hvor mange watt kræves der?
    
• Hvilken spænding skal der anvendes?
    
• Hvad er den krævede opvarmede længde?
    
• Hvor lange skal varmeelementernes ledninger være?
    
• Hvad er den krævede diameter?
    
• Hvad er maksimumtemperaturen?
    
• Hvor lang tid kræves der for at opnå den ønskede temperatur?
    
• Hvad er den omgivende temperatur?

Brug af varmepatroner

Til de fleste anvendelsesområder kræves ikke maksimal watt/tommer. Anvend kun den nødvendige effekt. Udnyt den indbyggede sikkerhedsmargen ved at anvende klassificeringer, der er mindre end den maksimalt tilladte. Vælg rumvarmeaggregater, så det mest ensartede varmemønster opnås, ikke den højest mulige effekt pr. varmeaggregat.

Ved en middelhøj watt-densitet er kan universalbor normalt anvendes til boring af huller. Dette resulterer typisk i huller, som er 0,003" til 0,008" større end borets nominelle størrelse og dermed en reel størrelse på 0,010" og 0,015". Set fra et varmeoverførselsmæssigt synspunkt ønskes den bedst mulige pasning, men et lidt større hul gør det nemmere at isætte og fjerne patronvarmeaggregater, navnlig de lange versioner. Det anbefales at bore hullerne helt gennem delen, så det er nemmere at fjerne varmeaggregatet. Efter boring rengøres og affedtes delen for at fjerne smøremidler fra skæringen. Ved høje watt-densiteter skal hullerne bores og oprømmes og ikke blot bores til den endelige diameter med et universalbor. Ved høje watt-densiteter er det vigtigt, at pasningen er så god som muligt. Pasningen er forskellen mellem varmeaggregatets minimumdiameter og hullets maksimumdiameter. Eksempelvis er et OMEGALUX-patronvarmeaggregat på 1/2" faktisk 0,498" plus 0,000" minus 0,005". Hvis dette varmeaggregat placeres i et hul, som er boret og oprømmet til en diameter på 0,503" - 0,493" = 0,010").

Temperaturcontrollere og sensorer til varmepatroner

Sensoren for temperaturstyring er også en vigtig faktor, og den skal placeres mellem delens arbejdsflade og varmeaggregaterne. Temperaturen på delen ca. 1/2" fra varmeaggregaterne anvendes til at vælge den maksimalt tilladte watt-densitet på kurven.

Styring af strøm er en vigtig overvejelse for anvendelsesområder med høj watt-densitet. Til/fra-styring anvendes ofte, men den kan medføre store udsving i temperaturen på varmeaggregatet og de arbejdende dele. Thyristor-strømstyring er værdifulde, når det gælder at forlænge levetiden for varmeaggregater med høj watt-densitet, da de effektivt eliminierer til/fra-cykler.

Der findes mange forskellige temperaturcontrollere og -sensorer, som kan benyttes, alt efter anvendelsesområdet. En af de mere populære sensortyper ved brug af patronvarmeaggregater er overflademonterede temperatursensorer. Termokobler, RTD eller termistorer fås med klæbebagside eller til montering med cement på den overflade, der opvarmes. Der findes også temperatursensorer til fastmontering samt med magnetisk overflade. Digitale temperaturcontrollere fås i mange forskellige størrelser med et stort udvalg af indgange og udgange. Termokobler- og RTD-indgange er de mest populære modeller med DC-impulsudgang. Med DC-impulsudgange kan brugeren anvende et større relæ til at skifte varmeaggregatets belastning og anvende proportional styring versus til/fra-styring, som kan forkorte varmeaggregatets levetid

Vigtig formel!
Bestemmelse af watt-densiteten

Begrebet "watt-densitet" henviser til varmeflowhastigheden eller overfladebelastningen. Det er antal watt pr. kvadrattomme opvarmet overfladeareal. Til brug for beregninger har lagerførte Varmepatron et uopvarmet stykke på 1/4" i hver ende. For et varmeaggregat på 1/2" x 12" med en klassificering på 1000 watt, kan beregningen af watt-densiteten dermed være følgende:

Wattdensitet = W / (Π x D x HL)

De vigtigste spørgsmål i forbindelse med valg af patronvarmeaggregat er følgende:


Hvor:
W= effekt = 1000 W
Π = pi (3,14)
D= diameter = 0,5 tomme
HL = opvarmet længde = 11,5 tommer
Watt-densitet = 1000/(3,14 x 0,5 x 11,5) = 55 W/tomme