Teknisk information

Effektbehov för uppvärmning av vatten, olja och metall.

Nedanstående tabell kan användas för att få ett riktvärde på effektbehovet vi några uppvärmningsexempel.

Formel: P = Q / h × n

P = effektbehov
Q = erfoderlig energi
h = önskad uppvärmningstid i timmar
n = uppskattad verknings grad

Medium för uppvärmning Erfoderlig energi Q (Wh) vid följande temp. stegringar

10º C 20º C 50º C 90º C 200º C

10 lite vatten 116 232 580 1046

20 lite vatten 232 464 1160 2092

50 lite vatten 580 1160 2905 5230

100 lite vatten 1160 2320 5810 10460

Olja Hälften mot vatten

1 kg aluminium 2,49 4,98 12,5 22,4 50

1 kg bly 0,36 0,72 1,8 3,3 7,2

1 kg gjutjärn 1,4 2,8 7 12,6 28

1 kg koppar 1,08 2,2 5,4 9,7 22

1 kg silumin 2,44 4,9 12 22 49

Exempel:

Man vill höja temperaturen på 50 liter vatten från 20ºC till 70ºC på 2 timmar. Värmeförlusterna från kärlet uppskattas till ca 20%, altså en verkningsgrad på ca 0,8.

Temperaturstegringen är 50ºC, vilket ger Q = 2905Wh ur tabellen.

P = 2905 / 2 × 0,8 = 1815W

Yttemperaturer för olika ändamål

Rörelementets yttemperatur beror på elementets yteffkt, ämnet som skall värmas upp, omgivningens temperatur och konvektionshastighet. Yteffekten skall väljas så att elementmatrialens värmedhärdighet inte överbelastas.

Ämnet eller apparaten som skall värmas upp Rekommenderad yteffekt W/cm² Rekommenderat rörmaterial

Olja tjockflytande 0,5-1 Stål, 304L

Olja tunnflytande 1,5-3 Stål, 304L

Kemiska bad 2-5 316L, Inc.825

Stillastående vatten 5-7,5 Cu, 316L, Inc.825

Rinnande vatten 7,5-10 Cu, 316L, Inc.825

Avfrostningselement 0,5-1,5 304L

El-radiatorer 0,5-2 304L

Bastuelement 3-4 304L, 4828, Inc.800

Grillelement 4-6 304L, 4828, Inc.800

Infraelement 4-5 304L, 4828, Inc.800

Siluminingjutna element 7-12 Stål, 304L

Värmefläkt 2-3 304L

Anliggsuppvärmning av metall 2 304L

Yteffekten kan räknas fram med hjälp av följande formel:

Y = P / M × L

Y = yteffekten i W/cm²
P = elementets märkeffekt i Watt
M = Elementets mantelyta per cm rörlängd i cm²/cm
L = Elementets aktiva längd i cm

Rörens mantelarea per cm rörlängd

Ø 6,5 2,07 cm²

Ø 8,5 2,64 cm²

Ø 14 4,33 cm²

Motståndtabell

Effekter vid olika kopplingar av två eller tre lika motstånd. Effekten för ett motstånd vid 230V är lika med 1. Inom parantes motsvarande effekt kopplad till 400V.
OBS! Man bör kontrollera motsvarande motstånd blir överbelastat vid de olika kopplingarna.

Motståndstabell

Elemet kopplingar

Mantelrörets sammansättning och egenskaper

Vi använder mantelrör av material som visas i nedanstående tabell. I sammanställningen har vi använt för rörmaterialen typiska värden.

Material Koppar Aluminium Olegerat stål Rostfritt 18-9 Syrafast 17-12-2,5 Eldfast 20-12 Incoloy 800 Incoloy 825

Kemisk analys Norm AISI 3003 C1008 304L 316L 309 Inc800 Inc825

DIN 2.0090 3.0515 1.0330 1.4306 1.4435 1.4828 1.4876 2.4858

SS 5015 4054 1140 2352 2353

Cu 99,9 0,5 2,3

P 0,03

Al 99 0,4

C 0,1 <0,03 <0,03 <0,2 <0,1 <0,025

Si <1 <0,1 <2,5 <0,1 <0,5

Cr 18,5 17,5 20 21 21

Ni 9 13 12 32 42

Mo 2,7 3

Fe resterande resterande resterande resterande resterande resterande

Ti 0,4 1

Mn 1 <2 <2 <2 <1,5 <1

Godstjocklek
Ø 6,5-rören 0,7 0,7 0,7 0,5 0,5 0,5 0,5

Ø 8,5-rören 0,7 0,7 0,7 0,5 0,5 0,5 0,5 0,6

Ø 14-rören 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75

Max. temp. på mantelröret 250ºC 350ºC 400ºC 750ºC 750ºC 800ºC 900ºC 600ºC

Utvidgnings- koefficent (X×10^-6)

20-200º C ~17 ~11,5 ~24 ~17,5 ~17 ~16 ~15 ~14

200-700º C ~19 ~18,5 ~18 ~17 ~16

Maximalt rekommenderade yteffekter vid uppvärmning av olika medier

Yteffekt i W/cm²

Ämne Temperatur °C
Stål
Rosfritt
Koppar

Luft Stillastående 50
1,7
6

Luft Stillastående 450
4

Luft 3m/s 200
1,5
5

Luft 6m/s 200
2,5
7

Luft 10m/s 200
3,5
10

Luft 10m/s 300
1,5
8

Luft 10m/s 450
4

Alkaliska bad 100
6

Olja Tunnflytande 50
6

Olja Tunnflytande 200
4

Olja Tunnflytande 350
2

Olja Vegetabilisk 200
4

Olja Värmeöverföring 200
5

Olja Värmeöverföring 350
2

Tjära 150
1

Vatten Stillastående 100
10
10

Vatten Strömmande 80
15
15

Metalliska Ytor kontaktuppvärmda 400
2

Metalliska Ytor kontaktuppvärmda 600
5

Ingjutning i aluminium 300
12
12

Rörelementets värmeutvidgning

Värmen i elemetet gör att detta utvidar sig, framför allt på längden. Graden av längdutvidgning är olika stor vid olika temperaturer (se nedert i tabellen ovan) och beräkans med denna formel:

L = a × l × T

L = förlängning
l = ursprungslängd
a = förlängningskoefficient (X×10^-6)
T = temperaturstegring

Exempel:
Ett rörelement i SS 2352 med längden 1500mm ökar i temepraturen från 20ºC till 500ºC. Temperaturstegringen är 480ºC vilket ger följande:

L = 19 × 10^-6 × 1500 × 480 = 14mm.

Manteltemperaturer

Vänster:
Elementrörets manteltemperatur vi olika yteffekter, fritt i luft. Omgivningstemperatur 20ºC

Nedan:
Elementrörets manteltemperatur vid olika yteffekter och lufthastigheter.

Elektriska formler

Rörelementets uppbyggnad

1. Anslutningsbult
Bildar inaktiv del. Slät bult med Ø 3,5mm eller gängad M4-bult. Finns i olegerat stål. Inaktiva standardlängder finns från 30 upp till 580mm.

2. Ändbussning
Finns i steatit eller silikongummi. Upprätthåller normerat luftavstånd mellan spänningsförande del och mantel.

3. Förslutningsmassa
Efter urtorkning tätförslutes elementändarna för att förhindra fukt och smuts att komma in i röret

4. Motståndstråd
Utgör elementets värmande del.
Min. 3ohm/m aktiv längd.
Max. 1350ohm/m aktiv längd.

5. Isolering
Består av hårt sammanpressad magnesiumoxid. Detta material kombinerar på ett mycket bra sätt god värmeledningsförmåga och hög elektrisk isolationsförmåga.

6.
Mantelrör
I utgångsskedet har mantelröret en diameter på 10mm. Detta komprimerar sedan i ett valsverk till sin slutdimension, Ø 8,5 ± 0,05. På samma gång packas magnesiumoxiden och motstånden centreras i rörets mitt.
Finns i följande material: olegerat stål, koppar, rostfritt stål: 304L, 316L, 4828, Inc 800, Inc 825, monel samt aluminium.

Max längd 5400mm

Längddifferens: ± 2 %

På elementet i stål och rostfritt med färdig längd 600-3900mm kan vi med hjälp av längdkompensering hålla en längddifferens på ± 1mm.

Bockning

Anslutningspinnarana bör sluta 10mm före eller efter böjen. Ju snävare böj desto viktigare.

Minsta bockningsradie vid mantelrör av:

Rörelement (mm) Koppar (mm) Rostfritt 304L (mm)

Ø 8,5 12,5 12,5

Vid U-bockade element finns det möjligheter att efterpressa elementet för att uppnå ännu snävare radier vid U-bockning 180°

Bockningsradie (mm) Rörlängd åtgång (mm)
Tänk på att:

en böj inte bör hamna närmare rörända än 25mm.
alla bockningsradier bör vara lika i ett element
kortaste raka längd mellan två böjar är 40 mm.

12,5 34

15 42

20 58

25 75

30 90

Ämnet eller apparaten som skall värmas upp	Rekommenderad yteffekt W/cm²	Rekommenderat rörmaterial
Olja tjockflytande	0,5-1	Stål, 304L
Olja tunnflytande	1,5-3	Stål, 304L
Kemiska bad	2-5	316L, Inc.825
Stillastående vatten	5-7,5	Cu, 316L, Inc.825
Rinnande vatten	7,5-10	Cu, 316L, Inc.825
Avfrostningselement	0,5-1,5	304L
El-radiatorer	0,5-2	304L
Bastuelement	3-4	304L, 4828, Inc.800
Grillelement	4-6	304L, 4828, Inc.800
Infraelement	4-5	304L, 4828, Inc.800
Siluminingjutna element	7-12	Stål, 304L
Värmefläkt	2-3	304L
Anliggsuppvärmning av metall	2	304L

Material		Koppar	Aluminium	Olegerat stål	Rostfritt 18-9	Syrafast 17-12-2,5	Eldfast 20-12	Incoloy 800	Incoloy 825
Kemisk analys	Norm AISI		3003	C1008	304L	316L	309	Inc800	Inc825
	DIN	2.0090	3.0515	1.0330	1.4306	1.4435	1.4828	1.4876	2.4858
	SS	5015	4054	1140	2352	2353
Cu		99,9						0,5	2,3
P		0,03
Al			99					0,4
C				0,1	<0,03	<0,03	<0,2	<0,1	<0,025
Si					<1	<0,1	<2,5	<0,1	<0,5
Cr					18,5	17,5	20	21	21
Ni					9	13	12	32	42
Mo						2,7			3
Fe				resterande	resterande	resterande	resterande	resterande	resterande
Ti								0,4	1
Mn			1		<2	<2	<2	<1,5	<1
Godstjocklek Ø 6,5-rören		0,7	0,7	0,7	0,5	0,5	0,5		0,5
Ø 8,5-rören		0,7	0,7	0,7	0,5	0,5	0,5	0,5	0,6
Ø 14-rören		0,75	0,75	0,75	0,75	0,75
Max. temp. på mantelröret		250ºC	350ºC	400ºC	750ºC	750ºC	800ºC	900ºC	600ºC
Utvidgnings- koefficent (X×10^-6)
20-200º C		~17	~11,5	~24	~17,5	~17	~16	~15	~14
200-700º C					~19	~18,5	~18	~17	~16

		Yteffekt i W/cm²
Ämne	Temperatur °C	Stål	Rosfritt	Koppar
Luft Stillastående	50	1,7	6
Luft Stillastående	450		4
Luft 3m/s	200	1,5	5
Luft 6m/s	200	2,5	7
Luft 10m/s	200	3,5	10
Luft 10m/s	300	1,5	8
Luft 10m/s	450		4
Alkaliska bad	100		6
Olja Tunnflytande	50		6
Olja Tunnflytande	200		4
Olja Tunnflytande	350		2
Olja Vegetabilisk	200		4
Olja Värmeöverföring	200		5
Olja Värmeöverföring	350		2
Tjära	150		1
Vatten Stillastående	100		10	10
Vatten Strömmande	80		15	15
Metalliska Ytor kontaktuppvärmda	400	2
Metalliska Ytor kontaktuppvärmda	600		5
Ingjutning i aluminium	300	12	12

1.	Anslutningsbult Bildar inaktiv del. Slät bult med Ø 3,5mm eller gängad M4-bult. Finns i olegerat stål. Inaktiva standardlängder finns från 30 upp till 580mm.
2.	Ändbussning Finns i steatit eller silikongummi. Upprätthåller normerat luftavstånd mellan spänningsförande del och mantel.
3.	Förslutningsmassa Efter urtorkning tätförslutes elementändarna för att förhindra fukt och smuts att komma in i röret
4.	Motståndstråd Utgör elementets värmande del. Min. 3ohm/m aktiv längd. Max. 1350ohm/m aktiv längd.
5.	Isolering Består av hårt sammanpressad magnesiumoxid. Detta material kombinerar på ett mycket bra sätt god värmeledningsförmåga och hög elektrisk isolationsförmåga.
6.	Mantelrör I utgångsskedet har mantelröret en diameter på 10mm. Detta komprimerar sedan i ett valsverk till sin slutdimension, Ø 8,5 ± 0,05. På samma gång packas magnesiumoxiden och motstånden centreras i rörets mitt. Finns i följande material: olegerat stål, koppar, rostfritt stål: 304L, 316L, 4828, Inc 800, Inc 825, monel samt aluminium. Max längd 5400mm Längddifferens: ± 2 % På elementet i stål och rostfritt med färdig längd 600-3900mm kan vi med hjälp av längdkompensering hålla en längddifferens på ± 1mm.

Minsta bockningsradie vid mantelrör av:
Rörelement (mm)	Koppar (mm)	Rostfritt 304L (mm)
Ø 8,5	12,5	12,5
Vid U-bockade element finns det möjligheter att efterpressa elementet för att uppnå ännu snävare radier vid U-bockning 180°

Bockningsradie (mm)	Rörlängd åtgång (mm)	Tänk på att: en böj inte bör hamna närmare rörända än 25mm. alla bockningsradier bör vara lika i ett element kortaste raka längd mellan två böjar är 40 mm.
12,5	34
15	42
20	58
25	75
30	90