Quanto de resistência um forno, uma estufa ou um tanque precisa? A calculadora acima usa a conta e a tabela de materiais de um fabricante de resistências, convertidas para o SI. O resultado serve para escolher o controlador e o acionamento. A resistência é dimensionada pelo fabricante dela.
Partida e operação: as duas contas
A potência sai de duas situações, e vale a maior:
- Partida: levar a carga e o recipiente da temperatura inicial à de trabalho no tempo pedido, mais metade da perda de calor.
- Operação: manter a temperatura, com a perda inteira e o material que entra por hora, como as peças de um forno contínuo ou a água de reposição de um tanque.
No exemplo do topo, 200 kg de aço carbono de 25 a 180 °C em 1 hora pedem 4,3 kW. O aço carbono tem calor específico de 0,50 kJ/(kg °C); a água, de 4,19 kJ/(kg °C).
Sobre o maior valor entra a folga: 10% em sistema pequeno e bem calculado, 20% no caso comum e 25% a 35% em sistema grande, com muitas incertezas. Com 20%, o exemplo vai a 5,2 kW.
Como saber a perda de calor
A perda pelas paredes, pela porta e pela exaustão é a parte mais difícil. A calculadora não a estima: ela entra só se você souber. Sem ela, a potência sai menor que a real.
Se o forno já existe, há um caminho prático. Parado na temperatura de trabalho, sem carga e com a porta fechada, toda a potência que entra vira perda. No West 6100+, a Força Primária (PPW), no modo Setup, mostra a porcentagem de potência que o controlador manda. Isso só vale com o controle PID; no liga-desliga, o valor pula entre desligado e potência total. A perda fica perto da potência da resistência vezes essa porcentagem.
Da potência à corrente
Com a tensão e a ligação, a calculadora dá a corrente e a resistência de cada elemento. No exemplo, em 380 V trifásico:
- Estrela: 7,9 A por fase e três elementos de 1,7 kW, cada um com 27,8 Ω, sob 219 V.
- Triângulo: a mesma corrente de linha e três elementos de 83,4 Ω, sob 380 V.
Os mesmos elementos ligados em estrela entregam 1/3 da potência do triângulo. A tensão também pesa: a potência cai com o quadrado dela, e uma resistência de 380 V ligada em 220 V entrega só 34% da potência. Acima da tensão da resistência, ela pode falhar antes do tempo.
O controlador não liga a resistência direto: a saída comanda um contator ou um relé de estado sólido (SSR), que leva a corrente. O esquema está em como ligar o controlador de temperatura.
Segurança no forno e na estufa
O controle de temperatura não é dispositivo de segurança. O manual da série Plus recomenda um limitador separado. O West 6700+ corta o aquecimento quando a temperatura passa do valor de limite e só libera com o rearme manual. Veja quando usar controlador de limite.
A conta também não inclui mudança de fase. Na estufa de secagem, evaporar a água do produto pede mais de 5 vezes a energia de aquecê-la de 0 °C a 100 °C, e essa parcela fica de fora da calculadora.
Qual controlador para essa carga
Para forno e estufa com PID e rampa de setpoint, o West 6100+ é o ponto de partida. Para programas de rampas e patamares, como cura e tratamento térmico, o West Pro-EC44. O guia de controle de temperatura ajuda a escolher, e a ferramenta de formatos DIN e recortes confere se ele cabe no painel. Os controladores West têm garantia de 3 anos.
Resumo
- A potência vale a maior entre partida e operação, mais a folga.
- Sem a perda de calor, a potência sai menor.
- No trifásico, a ligação muda a resistência de cada elemento.
- Acima de 2 A, o controlador comanda um contator ou um SSR.
- Forno e estufa: o manual da série Plus recomenda um limitador separado.
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