Contatto termico e dissipazione del calore: prevenzione del surriscaldamento locale
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La sicurezza di un riscaldatore a cartuccia dipende da quanto bene è installato. Un riscaldatore che funziona bene è comunque pericoloso se non riesce a distribuire bene il calore alle cose che lo circondano. Quando il calore si accumula invece di fuoriuscire, la temperatura interna supera il livello previsto. La guaina si illumina. Il filo che resiste al calore si dissolve. Sono presenti crepe nell'isolamento. Si è verificato un cortocircuito, un circuito aperto o un danno alla cavità successiva.
L'adattamento tra il riscaldatore e la cavità è ciò che garantisce un buon contatto termico. Lo spazio dovrebbe essere abbastanza stretto da impedire all’aria di fungere da isolante, ma abbastanza largo da consentire l’espansione del calore. A seconda della temperatura è normale un gioco diametrale compreso tra 0,05 e 0,2 millimetri. Il risultato è più essenziale del numero: la resistenza termica di contatto dovrebbe rimanere inferiore a 0,1°C per watt. Per fare ciò, la cavità deve essere pulita, diritta e priva di bave, residui e conicità.
Controllare la cavità prima di inserire il riscaldatore. Per vedere se è dritto, fai passare uno spillo attraverso di esso. Sbarazzarsi di qualsiasi vecchia sostanza anti-grippante, trucioli metallici o sporco-cotto. Una cavità sporca genera piccoli fori d'aria in punti specifici. Quegli spazi diventano punti caldi. Un punto caldo nel mezzo di un riscaldatore a cartuccia da 1200 mm potrebbe non essere visibile dall’esterno, ma il danno si verifica all’interno. Il riscaldatore potrebbe smettere di funzionare nel giro di poche ore o giorni.
Dopo aver inserito il riscaldatore, l'estremità del cavo necessita di spazio sufficiente per raffreddarsi. La zona terminale e qualsiasi parte del riscaldatore che non si trovi all'interno della cavità necessitano di flusso d'aria, anche se il contatto termico è perfetto. È buona norma lasciare almeno 50 millimetri di spazio tra sé e le altre cose. Quando il calore non riesce a uscire dall'estremità del cavo, si accumula. I cavi diventano troppo caldi. L'isolamento diventa duro. Le connessioni che si crimpano diventano più deboli. All'inizio l'installazione va bene, ma con il tempo fallisce.
L'atmosfera circostante influisce anche sul modo in cui il calore viene rilasciato. Un riscaldatore diventerà più caldo se posizionato in un luogo piccolo dove l'aria non può muoversi rispetto a quando viene posizionato in un'area aperta. Se metti molti riscaldatori uno vicino all'altro, si riscalderanno a vicenda. La temperatura alla quale dovrebbe funzionare il dispositivo è inferiore alla temperatura effettiva. Questo non è un problema con i riscaldatori; è semplicemente qualcosa che deve essere preso in considerazione nella progettazione. L'aggiunta del raffreddamento ad aria forzata o l'aumento dello spazio libero ne rendono sicuro il riutilizzo.
La conduttività termica del materiale attorno alla cavità è un altro aspetto che spesso viene trascurato. L'acciaio allontana il calore a un ritmo costante. L'alluminio lo realizza più rapidamente. Va ancora più veloce con il rame. Un riscaldatore che funziona in modo sicuro in un blocco di alluminio potrebbe surriscaldarsi troppo in uno stampo di acciaio inossidabile perché il calore non può fuoriuscire così rapidamente. La densità di watt deve essere la stessa di quella che l'applicazione può gestire in termini di dissipatore di calore. Se non sei sicuro, ridurre la densità di watt o aumentare la temperatura del riscaldatore ridurrà il rischio che diventi troppo caldo.
Il controllo della distribuzione della temperatura superficiale durante la prima operazione è l'ultimo passo. Una termocamera o una serie di letture della termocoppia lungo la guaina possono mostrare dove si trovano i punti caldi. Se la temperatura cambia di oltre ±10°C lungo la lunghezza riscaldata, c'è un problema con il contatto termico o la dissipazione del calore. Se lo prendi in anticipo, puoi riparare l'installazione prima che il riscaldatore venga danneggiato in modo permanente. Un buon contatto termico e un'adeguata dissipazione del calore non sono fronzoli; sono necessari. Sono ciò che rende sicuro l'uso di un riscaldatore a cartuccia.
