A escolha da resistência elétrica correta. Uma seleção de uma resistência é um processo complexo que incorpora muitos fatores. Além, de calcular a potência necessária, você deve levar em consideração a aplicação especifica de seu aquecedor. Da mesma forma, incluir tudo que possa estar relacionado, por exemplo, desde a temperatura de processo até os fatores de segurança e o ciclo de vida do equipamento. E, finalmente, precisam ser levados em conta, os custos de reposição.
Neste post, “Escolha da resistência correta” destacamos alguns dos principais itens que podem afetar a sua seleção da resistência elétrica.
Densidade de Watts
A classificação da densidade em Watts de uma resistência elétrica, indica os níveis de calor que esta resistência pode atingir. Ou seja, essa informação estabelece os limites na aplicação da resistência. Incluindo as várias temperaturas e as várias condições de operação. Portanto, a densidade máxima de operação em Watts, baseia-se na aplicação de uma resistência elétrica de forma que a vida útil da mesma exceda um ano. Por outro lado, em conjunto com a vida útil desejada, a densidade de Watt é utilizada para calcular o número necessário de resistências e suas dimensões.
Características Mecânicas
Para facilitar a substituição da resistência, deve ser garantido, o acesso total ao equipamento. E isto é feito com coberturas ou proteções mecânicas sobre as resistências elétricas. Além disso, essas proteções, podem minimizar as perdas de calor por convecção das resistências. E como resultado, aumentar a eficiência do equipamento.
Quando uma resistência elétrica tem que ser fixado a uma superfície, para ajudar a transferência de calor, é primordial manter o máximo possível de contato. Então, as resistências elétricas montadas na parte externa de uma superfície devem ter cintas ou parafusos de fixação para aumentar esse contato. No entanto, as resistências inseridas nos furos devem ter ajustes de furos, o mais preciso possível, para com isto melhorar a transferência de calor da resistência para o material a ser aquecido. Sempre que possível, os furos devem sair pelo lado oposto do material a ser aquecido e serem do tipo passantes para facilitar a retirada da resistência.
Fatores do ambiente operacional
Os contaminantes são a principal causa da redução da vida útil da resistência elétrica. Portanto, óleos e plásticos decompostos (hidrocarbonetos em geral), pastas condutoras usadas como materiais anti-engripantes, metais fundidos, vapores de metal, etc, podem criar situações que afetam diretamente a vida útil da resistência. Algumas construções de resistências são mais bem vedadas contra os contaminantes do que outras. Ao analisar as aplicações, todos os possíveis contaminantes devem ser listados para que seja possível avaliar totalmente a resistência proposta.
A corrosividade dos materiais aquecidos ou dos materiais que entrarão em contato com a resistência elétrica também deve ser levada em consideração. Mesmo, se uma resistência estiver completamente vedada, a escolha do material da blindagem externa é muito importante para a vida útil da resistência.
Em ambientes explosivos geralmente requerem que a resistência seja completamente isolada de áreas potencialmente perigosas. A resistência pode ser instalada em poço de proteção e a fiação elétrica encaminhada por passagens vedadas, fora da área de risco. Nestes casos, recomenda-se uma vedação muito próxima para minimizar a magnitude da falha, caso ela ocorra.
Cálculo do fator de segurança
As resistências elétricas devem sempre ser dimensionadas com uma wattagem maior do que o valor calculado, muitas vezes referenciado como um fator de segurança. Em outras palavras, quanto menos variáveis e influências externas no sistema, menor é o fator de segurança.
Aqui estão algumas diretrizes gerais:
• Fator de segurança de 10% para grandes sistemas de aquecimento ou quando há muito poucas variáveis desconhecidas.
• Fator de segurança de 20% para sistemas de aquecimento pequenos e médios, onde você não tem 100% de certeza de ter informações precisas.
• Fator de segurança de 35% para sistemas de aquecimento em que você tem muitas variáveis ou informações imprecisas.
Vida útil para escolha da resistência correta
Quanto mais alta for a temperatura da aplicação, por outro lado, menor será a vida útil da resistência. Resistências com isolamento mineral utilizando fios com ligas tradicionais para os elementos de aquecimento da resistência estão sujeitos ao fator de limitação de vida por oxidação do fio. Ou seja, o fio do enrolamento oxida a uma taxa proporcional à temperatura do elemento. Se a temperatura do elemento for conhecida, é possível projetar a vida útil da resistência.
Por outro lado, resistências elétricas que utilizam materiais isolantes com classificação de temperatura inferior (borracha de silicone e mica) têm fatores de limitação de vida. Estes estão associados à ultrapassagem dos limites de temperatura dos isolantes e à ciclagem térmica. Por exemplo: Aquecedores flexíveis, placa de mica e resistências coleiras devem ser dimensionados e controlados adequadamente , para minimizar as oscilações de temperatura durante o ciclo térmico dos elementos de aquecimento.
A ciclagem térmico excessiva irá acelerar a falha da resistência. A pior taxa de um ciclo térmico é aquela que permite a expansão total e a contração total da resistência em alta frequência (aproximadamente 30 a 60 segundos ligado e desligado).
Custo de reposição para escolha da resistência elétrica correta
O custo de substituição de uma resistência com defeito deve ser considerado ao escolher uma resistência elétrica. Portanto, esses custos são realmente muito maiores do que o esperado. E vida útil do aquecedor deve ser tal que a substituição possa ser programada e planejada fora dos horários de pico de produção para evitar a perda de produção. Os seguintes pontos devem ser considerados ao determinar o custo de substituição de uma resistência, por exemplo:
• Remoção da resistência existente
• Custo do tempo de inatividade do equipamento
• Custo do material – resistência elétrica, suportes, fixações e fiação
• Mão de obra para remover e instalar os elementos de aquecimento
• Frequência de queima ou de falhas
• Sucata após falha da resistência e durante o reinício do processo
• Custos de compras adicionais