เลือกฮีตเตอร์อุตสาหกรรมอย่างไรให้ร้อนพอ ใช้ได้นาน พร้อมวิธีคำนวณกำลังวัตต์

ฮีตเตอร์ที่ “ร้อนไม่พอ” หรือ “ขาดบ่อย” ส่วนใหญ่ไม่ได้เกิดจากคุณภาพอย่างเดียว แต่เกิดจาก เลือกชนิด ขนาดวัตต์ หรือความหนาแน่นวัตต์ไม่เหมาะกับงาน บทความนี้สรุปสิ่งที่ควรรู้ก่อนสั่งทำฮีตเตอร์

ฮีตเตอร์ 4 แบบที่ใช้บ่อยในโรงงาน

ฮีตเตอร์จุ่ม (Immersion heater) — ท่อฮีตเตอร์ดัดเป็นรูปตัว U ยึดกับหน้าแปลนหรือเกลียว ใช้ต้มน้ำ อุ่นน้ำมัน หรือให้ความร้อนสารเคมีในถัง

ฮีตเตอร์แท่ง (Cartridge heater) — แท่งขนาดเล็กเสียบในรูของแม่พิมพ์หรือชิ้นโลหะ ให้ความร้อนเฉพาะจุดได้สูง ต้องเจาะรูให้แน่นพอดี ถ้ามีช่องว่างอากาศ ความร้อนระบายไม่ทันและฮีตเตอร์จะขาดเร็ว

ฮีตเตอร์รัดท่อ (Band heater) — รัดรอบกระบอกสกรูของเครื่องฉีดหรือเครื่องอัดรีดพลาสติก มีทั้งแบบไมก้าและแบบเซรามิกที่ทนอุณหภูมิสูงกว่า

ฮีตเตอร์ครีบ (Finned heater) — ท่อฮีตเตอร์ที่มีครีบช่วยระบายความร้อน ใช้กับลมร้อน ตู้อบ และอุโมงค์อบแห้ง

คำนวณกำลังวัตต์เบื้องต้น

พลังงานที่ต้องใช้ในการทำให้ของเหลวร้อนขึ้น คำนวณได้จาก

กำลัง (kW) = มวล (kg) × ค่าความจุความร้อนจำเพาะ (kJ/kg·°C) × อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น (°C) ÷ เวลา (วินาที)

ตัวอย่าง: ต้องการอุ่นน้ำ 100 ลิตร (ประมาณ 100 kg) จาก 25 °C เป็น 75 °C ภายใน 1 ชั่วโมง

• พลังงาน = 100 × 4.186 × 50 = 20,930 kJ
• กำลัง = 20,930 ÷ 3,600 ≈ 5.8 kW
• เผื่อการสูญเสียความร้อนจากถังและท่อราว 20% → เลือกประมาณ 7 kW

ถ้าถังไม่มีฉนวน ต้องการอุ่นเร็วขึ้น หรือมีการเติมของเหลวเย็นต่อเนื่อง ต้องเผื่อเพิ่มมากกว่านี้

ความหนาแน่นวัตต์ สาเหตุที่หลายคนมองข้าม

ความหนาแน่นวัตต์ (Watt density) คือกำลังวัตต์ต่อพื้นที่ผิวฮีตเตอร์ ถ้าสูงเกินไปสำหรับของเหลวนั้น ผิวฮีตเตอร์จะร้อนจัดจนเสื่อมเร็ว

• น้ำ รับความหนาแน่นวัตต์ได้ค่อนข้างสูง
• น้ำมัน ต้องใช้ความหนาแน่นวัตต์ต่ำกว่ามาก ไม่เช่นนั้นน้ำมันจะไหม้เกาะผิวฮีตเตอร์ เกิดคราบ และทำให้ฮีตเตอร์ร้อนจัดจนขาด
• สารเคมี ต้องดูทั้งความหนาแน่นวัตต์และวัสดุปลอกที่ทนการกัดกร่อน

วิธีแก้คือใช้ท่อฮีตเตอร์ที่ยาวขึ้นหรือหลายท่อ เพื่อกระจายวัตต์เท่าเดิมบนพื้นที่ผิวมากขึ้น

แรงดันไฟต้องตรงกับที่ออกแบบ

กำลังของฮีตเตอร์เปลี่ยนตาม กำลังสองของแรงดัน ฮีตเตอร์ที่ออกแบบสำหรับ 380 V ถ้าต่อไฟ 220 V จะให้ความร้อนเหลือเพียงราว 1 ใน 3 ในทางกลับกัน ถ้าต่อแรงดันสูงกว่าที่ออกแบบ ฮีตเตอร์จะร้อนเกินและขาดเร็ว

ควบคุมให้แม่น ยืดอายุฮีตเตอร์

ระบบที่ดีควรมี เทอร์โมคัปเปิลหรือ PT100 วัดอุณหภูมิ ส่งเข้า เครื่องควบคุมอุณหภูมิแบบ PID และสั่งงานผ่าน โซลิดสเตตรีเลย์ (SSR) ซึ่งตัดต่อได้ถี่และเงียบกว่าคอนแทคเตอร์ ทำให้อุณหภูมินิ่งและฮีตเตอร์ไม่ต้องรับความร้อนเกินบ่อย ๆ สำหรับถังที่อาจแห้ง ควรมีระบบป้องกันอุณหภูมิเกินหรือเซ็นเซอร์ระดับของเหลวเพิ่มเติม

สั่งทำฮีตเตอร์กับ ARSO

ส่งขนาด วัตต์ แรงดัน และรูปตัวอย่างเดิม (ถ้ามี) มาทาง LINE ทีมงานช่วยตรวจว่าวัตต์และความหนาแน่นวัตต์เหมาะกับงานหรือไม่ ก่อนผลิตฮีตเตอร์ตามขนาดที่ต้องการ