Mnogi korisnici ne znaju izračunati snagu električnih grijaćih cijevi kada se koriste u spremnicima (spremnici za vodu, spremnici za ulje), te često biraju snagu na temelju iskustva, što rezultira ili nedovoljnom brzinom zagrijavanja ili kratkim vijekom trajanja grijaće cijevi. Prema iskustvu, izračun snage električnih grijaćih cijevi za spremnike povezan je s volumenom spremnika, vrstom tekućine i potrebnim vremenom zagrijavanja, a postoji i niz praktičnih metoda izračuna.
Prvo moramo razjasniti osnovno načelo izračuna snage: snaga cijevi za grijanje trebala bi biti u stanju osigurati dovoljno topline za podizanje temperature tekućine s početne temperature na postavljenu temperaturu unutar potrebnog vremena. Osnovna formula je: Snaga (W)=(Masa tekućine (kg) × Specifični toplinski kapacitet (J/kg· stupanj ) × Temperaturna razlika (stupanj )) / (Vrijeme grijanja (s) × Učinkovitost grijanja).
Uzmimo spremnik za vodu kao primjer. Pretpostavimo da je volumen spremnika 100L, početna temperatura vode je 20 stupnjeva, postavljena temperatura je 80 stupnjeva, potrebno vrijeme grijanja je 2 sata (7200s), a učinkovitost grijanja je 0,8 (80%). Gustoća vode je 1 kg/L, pa je masa tekućine 100 kg. Specifični toplinski kapacitet vode je 4200J/kg· stupanj, a temperaturna razlika je 60 stupnjeva. Uključivanje u formulu: Snaga=(100 × 4200 × 60) / (7200 × 0,8) ≈ 4375 W. Naime, potrebna je grijaća cijev od 4500W, što se može postići s dvije grijaće cijevi od 2000W (ukupno 4000W) ili jednom grijaćom cijevi od 4500W.
Za spremnike nafte metoda izračuna je slična, ali je specifični toplinski kapacitet nafte drugačiji. Specifični toplinski kapacitet topli-ulja je oko 2100J/kg· stupanj, što je polovica od vode. Pretpostavimo da je volumen spremnika za ulje 100L, početna temperatura ulja je 20 stupnjeva, postavljena temperatura je 120 stupnjeva, potrebno vrijeme grijanja je 3 sata (10800s), a učinkovitost grijanja je 0,75. Gustoća toplinsko-ulja je 0,85 kg/L, tako da je masa tekućine 85 kg. Temperaturna razlika je 100 stupnjeva. Snaga=(85 × 2100 × 100) / (10800 × 0,75) ≈ 2389 W. Dakle, potrebna je grijaća cijev od 2500 W, a snagu po metru treba kontrolirati na 1000-1500 W prema omjeru grijanja ulja.
Treba napomenuti da na učinkovitost grijanja utječu mnogi čimbenici, kao što su toplinska izolacija spremnika, temperatura okoline i položaj ugradnje grijaće cijevi. Ako spremnik nije izoliran, učinkovitost grijanja će se smanjiti na 0,5-0,6, a potrebna snaga će biti veća. Prema iskustvu, preporuča se izolacija spremnika kako bi se poboljšala učinkovitost grijanja i smanjila potrošnja energije. Osim toga, položaj ugradnje grijaće cijevi također utječe na učinkovitost - postavljanje grijaće cijevi na dno spremnika može osigurati ravnomjerno zagrijavanje i poboljšati učinkovitost.
Još jedna važna točka je da je izračunata snaga ukupna snaga, a prema omjeru snaga treba odrediti broj i duljinu grijaćih cijevi. Na primjer, izračunata ukupna snaga za grijanje vode je 4500W, a snaga po metru je 2000W (omjer 1:2), pa je ukupna duljina zone grijanja 4500 ÷ 2000=2.25 metara. To može biti grijaća cijev od 2,5 metara (zona grijanja 2,25 metara) ili tri grijaće cijevi od 0,75 metara (ukupna zona grijanja 2,25 metara).
Uobičajene pogreške uključuju ignoriranje učinkovitosti grijanja i prenizak izračun snage, što dovodi do nedovoljne brzine grijanja. Drugi zanemaruju omjer snage i odabiru grijaću cijev s prevelikom snagom po metru, što dovodi do kratkog vijeka trajanja. Na primjer, spremnik za vodu od 100L treba 4500W snage, a neki korisnici odabiru grijaću cijev od 1 metra s 4500W, što daleko premašuje maksimum od 4000W po metru za grijanje vode, što dovodi do izgaranja.
Ukratko, izračun snage električnih grijaćih cijevi za spremnike temelji se na masi tekućine, specifičnom toplinskom kapacitetu, temperaturnoj razlici, vremenu zagrijavanja i učinkovitosti grijanja. Nakon izračuna ukupne snage određuje se broj i duljina grijaćih cijevi prema omjeru snage vrste tekućine. Različite veličine spremnika i tipovi tekućina zahtijevaju različite izračune snage, a profesionalni dizajn sheme može pomoći u izračunavanju najtočnije snage i usklađivanju odgovarajućih grijaćih cijevi.
