Galios tankis yra vienas iš pagrindinių kasetinių šildytuvų parametrų, o jo įtaką kasetinių šildytuvų veikimui vakuuminio šildymo aplinkoje daugelis gamintojų dažnai neįvertina. Tiesą sakant, galios tankis (išreikštas W/cm², ty galia, tenkanti kasetinio šildytuvo paviršiaus ploto vienetui) tiesiogiai lemia kaitinimo greitį, temperatūros vienodumą ir kasetinio šildytuvo tarnavimo laiką. Tinkamo galios tankio pasirinkimas yra labai svarbus norint užtikrinti stabilų vakuuminio šildymo sistemos veikimą-per didelis arba per mažas galios tankis sukels daugybę problemų, tokių kaip vietinis perkaitimas, sutrumpės tarnavimo laikas ir netolygus šildymas.
Pirmiausia reikia patikslinti kasetinių šildytuvų galios tankio apibrėžimą: jis apskaičiuojamas padalijus bendrą kasetinio šildytuvo galią iš efektyvaus šildymo paviršiaus ploto. Efektyvus kaitinimo paviršiaus plotas reiškia kasetinio šildytuvo dalies, kuri liečiasi su šildomu objektu arba dalyvauja šilumos perdavimuose, paviršiaus plotą-, kai kasetiniai šildytuvai įkišti į montavimo angas. Remiantis patirtimi, vakuuminiam šildymui naudojamų kasetinių šildytuvų galios tankis turi būti griežtai suderintas su darbo temperatūra ir šildomo objekto šilumos laidumu. Kuo aukštesnė darbo temperatūra ir mažesnis šildomo objekto šilumos laidumas, tuo mažesnis turėtų būti galios tankis.
Naudojant žemos-temperatūros vakuuminį kaitinimą (žemiau 400 laipsnių), pvz., vakuuminį džiovinimą, žemos-temperatūrinį vakuuminį apdorojimą ir vakuuminį konservavimą, kasetinių šildytuvų galios tankis paprastai reguliuojamas tarp 5-7 W/cm². Šis galios tankio diapazonas gali užtikrinti greitą įkaitinimą ir išvengti vietinio perkaitimo – kadangi darbo temperatūra yra žema, kasetinio šildytuvo generuojama šiluma gali būti greitai perduodama į šildomą objektą per šilumos laidumą, o kasetinio šildytuvo paviršiuje nebus per daug šilumos. Pavyzdžiui, plastikinių gaminių vakuuminio džiovinimo įrangoje 5-6 W/cm² galios tankio kasetinis šildytuvas gali greitai pakelti džiovinimo kameros temperatūrą iki nustatytos vertės (dažniausiai 80-150 laipsnių) ir palaikyti vienodą temperatūrą, užtikrindamas džiovinimo efektyvumą ir gaminio kokybę.
Vidutinės -temperatūrinės vakuuminio šildymo sistemose (400-800 laipsnių), pvz., vidutinės temperatūros vakuuminėse krosnyse, puslaidininkinių plokštelių pakaitinimo įrenginiuose ir vakuuminio litavimo įrenginiuose, kasetinių šildytuvų galios tankis turėtų būti reguliuojamas 3–5 W/cm². Esant tokiam temperatūrų diapazonui, šiek tiek sumažės šildomo objekto (pavyzdžiui, metalo, puslaidininkio) šilumos laidumas, padidės šilumos nuostoliai vakuuminėje aplinkoje. Jei galios tankis yra per didelis (viršijantis 5 W/cm²), kasetinio šildytuvo paviršiaus temperatūra bus daug aukštesnė už nustatytą šildomo objekto temperatūrą, todėl apvalkalas oksiduojasi, deformuojasi montavimo anga ir netgi perdegs varžos laidas. Pavyzdžiui, atliekant metalinių dalių vakuuminį litavimą, kasetinis šildytuvas, kurio galios tankis yra 3-4 W/cm², gali užtikrinti, kad temperatūra kiltų stabiliai ir tolygiai, išvengiant metalinių dalių perkaitimo pažeidimų.
Aukštos -temperatūrinio vakuuminio šildymo (virš 800 laipsnių), pvz., aukštos -temperatūrinės vakuuminės krosnys, naujos medžiagų sintezės įrangos ir puslaidininkių aukštos-temperatūrinės atkaitinimo įrangos, kasetinių šildytuvų galios tankis turi būti reguliuojamas mažesnis nei 3 W/cm². Esant aukštai temperatūrai, apvalkalo medžiagos (net Inconel) šilumos laidumas sumažės, o šilumos spinduliuotės nuostoliai žymiai padidės. Dėl pernelyg didelio galios tankio kasetės šildytuvo paviršiaus temperatūra viršys apvalkalo medžiagos lydymosi temperatūrą, dėl to apvalkalas deformuosis, išsilydys izoliacijos užpildas ir įvyks trumpasis jungimas. Remiantis praktine patirtimi, kasetiniai šildytuvai, kurių galios tankis yra 2-3 W/cm², yra tinkamiausi aukštoje -temperatūroje vakuume – jie gali užtikrinti lėtą ir stabilų šildymą, išvengti vietinio perkaitimo ir pailginti kasetinio šildytuvo tarnavimo laiką.
Verta paminėti, kad daugelis gamintojų klaidingai supranta, kad galios tankio padidinimas gali pagerinti šildymo efektyvumą. Tiesą sakant, vakuuminio šildymo aplinkoje šilumos perdavimas daugiausia vyksta laidumu ir spinduliuote, o šildymo efektyvumui daugiau įtakos turi kasetės šildytuvo ir šildomo objekto kontaktas, apvalkalo medžiagos šilumos laidumas ir izoliacijos savybės. Per didelis galios tankis ne tik nepagerins šildymo efektyvumo, bet ir per anksti suges kasetinio šildytuvo gedimą. Be to, kasetinio šildytuvo galios tankis taip pat turėtų būti suderintas su kasetės šildytuvo ilgiu ir skersmeniu,-jei tai trumpi ir stori kasetiniai šildytuvai, galios tankis gali būti atitinkamai padidintas, o ilgų ir plonų kasetinių šildytuvų galios tankis turėtų būti sumažintas, kad būtų išvengta netolygaus kaitinimo per visą ilgį.
Kitas svarbus dalykas yra tai, kad kasetinio šildytuvo galios tankis turi būti sureguliuotas pagal faktines vakuuminės sistemos darbo sąlygas. Pavyzdžiui, jei sistemos vakuumo laipsnis yra mažesnis nei numatyta vertė (ty vakuuminė aplinka nėra ideali), šilumos perdavimo efektyvumas sumažės, o kasetinio šildytuvo galios tankis turėtų būti atitinkamai sumažintas, kad būtų išvengta vietinio perkaitimo. Jei šildomas objektas turi didelę šiluminę galią, galios tankis gali būti atitinkamai padidintas pakaitinimo stadijoje, kad būtų pagreitintas šildymo greitis, o tada, pasiekus nustatytą temperatūrą, sumažinti iki normalaus diapazono.
Apibendrinant galima pasakyti, kad galios tankis turi lemiamos įtakos kasetinių šildytuvų veikimui ir tarnavimo laikui vakuuminio šildymo aplinkoje. Tinkamo galios tankio pasirinkimas pagal darbo temperatūrą, šildomo objekto šilumos laidumą ir vakuumo laipsnį gali užtikrinti šildymo efektyvumą, temperatūros vienodumą ir kasetinio šildytuvo stabilumą. Įvairūs vakuuminio šildymo scenarijai reikalauja kryptingai koreguoti kasetinio šildytuvo galios tankį, o profesionalūs techniniai sprendimai gali padėti gamintojams apskaičiuoti optimalų galios tankį, išvengti dažnų problemų, kylančių dėl netinkamo galios tankio pasirinkimo, užtikrinti stabilų visos vakuuminio šildymo sistemos darbą.
