Øget procesopvarmningseffektivitet: Brugen af ​​patronvarmere

Øget procesopvarmningseffektivitet: Brugen af ​​patronvarmere
Patronvarmer er målbegrebet; der er seks tilfælde.

Omkostningerne til energi til opvarmning af industrielle processer er ikke faldende. Omkring en-tredjedel af den energi, der bruges til procesopvarmning, går i sidste ende tabt som spildvarme, og opvarmning udgør den største del af produktionens energibehov alene i USA. Når man ser på energiregningen, ser facility managers den tabte tredjedel som både en mulighed og et økonomisk problem.

I denne forstand tilbyder elektriske varmeteknologier-såsom patronvarmere-en strukturel fordel i forhold til forbrændingsbaserede-systemer. De eliminerer røggasemissioner, forbrændingstab og behovet for at vedligeholde distributionsrør ved direkte at omdanne strøm til varme på anvendelsesstedet. "Hvor meget varme går tabt under transporten" er ikke længere effektivitetsspørgsmålet; i stedet, "hvor effektivt overføres varme til emnet."

Kontaktens funktion i varmeoverførsel
Ledning, eller direkte fysisk kontakt mellem varmekappen og det omgivende metal, er den vigtigste metode, hvorved en patronvarmer distribuerer varme. Varmeren skal køre ved en højere temperatur for at producere den samme mængde varme, da hver luftspalte, ujævn overflade og oxidationslag tilføjer termisk modstand.

En af de billigste måder at øge effektiviteten på er at forbedre kontakten. Ledningsvejen forbedres ved at udrømme huller til snævrere tolerancer, rense boringer før installation og bruge varmeoverførselsblandinger, hvor det er nødvendigt. Lavere varmekappetemperaturer, længere varmelegemelevetid og hurtigere-opvarmningstider er resultatet.

Fordi varmefluxen via kontaktgrænsefladen er større i applikationer med høj-watt-densitet, bliver tilpasningskriterierne mere stringente. I mange situationer er en tæt pasform nødvendig for pålidelig funktion og er ikke et valg.

Zonestyring og belastningsjustering
Flere mindre varmelegemer ville give bedre kontrol, men mange procesvarmesystemer bruger kun én stor varmelegeme. Systemet kan kun levere varme, hvor det er nødvendigt på et givet tidspunkt ved at dele en varmebelastning på tværs af flere uafhængigt kontrollerede patronvarmerzoner.

Tænk på en komplekst formet plastiksprøjtestøbeform. Der er brug for mere varme i nogle områder end i andre. En kompromis temperaturprofil produceres af en enkelt varmelegeme. Hver zones varmebehov kan opfyldes af flere varmelegemer med separate kontroller, hvilket sænker det samlede energiforbrug og samtidig forbedrer komponentkvaliteten.

For større systemer gælder den samme idé. En nøglekomponent i procesvarmesystemers pålidelighed er dens evne til at regulere varmetilførslen på tværs af forskellige zoner. Procesopvarmningssystemer skal give en jævn energiforsyning med stærke styringer.

Spildvarmegenvinding og isolering
Rent tab opstår, når varme slipper ud fra det opvarmede emne og kommer ind i det omgivende miljø. Fordi værktøjet allerede optager et specifikt område i produktionscellen, minimerer isolering af de udvendige overflader af forme, plader og matricer dette tab, men bliver ofte tilsidesat. Keramiske belægninger og høj-isolerende tæpper giver brugbare muligheder, der ikke hæmmer maskinens drift.

En anden mulighed er genvinding af spildvarme. Varme opsamlet fra kølevand eller udsugningsluft kan bruges til at tilfredsstille proceskrav ved lav-temperatur andre steder i anlægget eller til at opvarme ankommende materialer. Varmegenvindingssystemer har en bred vifte af startomkostninger afhængigt af anvendelsen, men driftsbesparelserne stiger over tid.

Den strategiske vej til elektrificering
Elektrificering er den generelle tendens inden for industriel procesopvarmning. Elektrificering af procesopvarmning, især teknologier, der overfører varme direkte til målmaterialet, er blevet identificeret af US Department of Energy's Industrial Technologies Office som en afgørende strategi for at sænke emissioner og energitab.

Det tager tid for faciliteter, der i øjeblikket bruger-gasfyrede systemer, at skifte. Normalt begynder det med særlige proceszoner, hvor elektrisk opvarmning giver åbenlyse driftsmæssige fordele, såsom forbedret temperaturkontrol, hurtigere reaktionstider eller fjernelse af sikkerhedsproblemer forbundet med forbrænding. Fordi den kan eftermonteres i eksisterende maskineri med få ændringer, er en patronvarmer ofte det første elektrificeringstrin i en bredere konverteringsstrategi.

Effektivitet og applikationsmatching
Der er ikke en enkelt procesopvarmningseffektivitetsstrategi, der fungerer til enhver applikation. Effektivitetsprofilen for en batch-orienteret specialkemisk proces adskiller sig fra den for en kontinuerlig høj-volumenpakkelinje. At vide, hvor varmen rent faktisk bevæger sig i et system, herunder hvor meget der når arbejdsemnet, hvor meget der stråler ud, og hvor meget der fjernes af kølemediet, er det første skridt.

Målinger som f.eks. termisk billeddannelse af værktøjsoverflader, strømovervågning på varmelegeme-niveau og sporing af-opvarmning og genvindingsvarighed gennem en produktionscyklus giver denne forståelse. Med denne information ved hånden er valg vedrørende isoleringsinvesteringer, zonekontroltaktik og patronvarmerspecifikationer baseret på reel ydeevne snarere end generelle retningslinjer. Det ideelle arrangement, uanset om det bruger almindelige varmelegemer eller en specialdesignet løsning, afhænger af den særlige kombination af materialer, cyklusperioder og temperaturbehov. Hvert anlæg har en unik termisk profil.